생명/의료

중국과학자, 세포의 자가소화작용 비밀 규명

발행일 : 2012 / 08 / 21

세포의 자가소화작용(autophagy)은 유기체의 중요한 방어 및 보호 메커니즘이다. 과학계에서 세포의 이런 자가소화작용을 유도하는 신호전달 비밀을 밝혀내려는 노력이 계속되었지만, 아직까지 개발과제로 남아 있다. 최근 들어 샤먼(厦門)대학 생명과학학부의 린성차이(林聖彩) 교수 과제팀이 고등동물의 세포가 생장인자가 부족한 조건에서 자가소화작용을 유도하는 일부 신호가 가동된다는 것을 발견하였다. 관련된 연구논문은 국제과학저널《Science》에 게재되었다.

자가소화작용이란, 세포가 자가단백질 또는 세포기관을 소화하는 일종의 자가포식 현상이다. 세포는 이런 작용을 통해 손상•변성•노쇠 또는 기능을 상실한 세포기관과 변성단백질 등 생물대분자를 분해•제거•소화함으로써 세포의 생존 및 재생에 필요한 에너지를 공급한다. 관련실험을 통해 비만증, 당뇨병, 신경퇴행성질병, 면역실조 및 암을 비롯한 인간의 많은 중대질병이 세포의 자가소화작용의 이상과 연결되어 있음이 입증되었다. 이런 배경에서 세포의 자가소화작용은 생명과학 분야의 연구초점을 형성하고 있다.

자가소화작용에 대한 분자메커니즘 연구는 1990년대 단세포생물인 맥주효모균(saccharomyces cerevisiae)을 모델로 한 연구에서 시작되었지만, 지금은 단세포생물의 자가소화작용 관련「핵심부품」을 구성하는 유전자들이 대량으로 발견된 상황이다. 그러나 다세포생물 특히 포유동물의 자가소화작용 제어메커니즘에 관한 연구는 아직까지 탐색단계에 있는데, 그 핵심은 다세포생물에서 자가소화작용을 유도하는 각종 신호가 세포 내부의 핵심부품까지 전달되는 과정을 규명하는 것이다.

이 또한 세포신호전달 연구에서 장기간 종사해온 린교수 연구팀이 최근 들어 주력해온 연구목표이기도 하다. 연구자들은 다년간의 연구를 통해 일명 GSK3이라는 인산화효소의(kinase)의 활성이 높아지면서 아세틸전달효소(acetyl transferase) TIP60을 활성화시키고, 나아가서 자가소화작용의 핵심부품 가운데 단백질인산화효소(protein kinase) ULK1의 아세틸화 수준을 향상시킴으로써 궁극적으로 세포의 자가소화작용을 가동시킨다는 것을 발견하였다.

이는 과학계가 관련 질병에 대한 인식을 깊이하고, 질병의 진단과 치료를 위해 새로운 타깃(target)을 제공하는데 도움이 될 것으로 평가받고 있다.