단백질 변형으로 세포 재활용 조절하는 새 연구 도구 개발

과학자들이 세포의 폐기물 재활용 활동을 크게 늘리거나 줄일 수 있는 단백질 변형체를 개발해, 암과 파킨슨병 등을 연구할 새로운 도구를 마련했다.

Nature Communications에 발표된 이번 연구에는 인도와 미국 연구진이 참여했다. 연구 대상은 세포가 불필요한 물질을 감싸 분해한 뒤 그 구성 성분을 에너지 생산이나 성장에 재사용하는 과정인 자가포식이다.

연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 LC3라는 단백질이 세포 폐기물을 모으는 구획의 안쪽 표면에 닿으면 형태가 변한다는 사실을 발견했다. 이어 단백질 변형체를 이용한 실험에서는 뚜렷하게 다른 결과가 나왔다. 한 변형체는 재활용 활동을 매우 높은 수준으로 끌어올렸고, 다른 변형체는 매우 낮은 수준으로 떨어뜨렸다.

재활용이 활발하다고 언제나 좋은 것은 아니므로 이러한 조절은 중요하다. 자가포식은 손상된 물질을 제거해 종양 성장을 억제할 수 있지만, 암세포의 생존과 치료 저항성을 돕기도 한다. 파킨슨병과 알츠하이머병에서는 재활용 기능의 손상이 세포 안에 독성 단백질 덩어리가 쌓이는 데 기여할 수 있다.

이번 성과는 새로운 치료법이 아니라 연구 도구를 확립한 것이다. 연구자 리피 투크랄은 현재 독일과 영국의 협력 연구진과 함께 암세포와 파킨슨병에서 이 접근법을 시험하고 있다. 세포 재활용을 조절하는 능력이 치료법으로 이어질 수 있는지 판단하려면 추가 연구가 필요하다.