서병창 디지스트(DGIST 총장 신성철) 뇌〃인지과학전공 교수 연구팀이 전압감응 탈인산화 효소(VSP)의 작용 메커니즘을 규명했다.
이를 활용하면 암이나 종양, 퇴행성 뇌질환 치료방법 연구에 새로운 단초를 제공할 것으로 기대를 모으고 있다.
서 교수 연구팀은 VSP의 작용 메커니즘 연구를 통해 살아있는 세포에서 세포막 인지질의 동역학적 변화를 실시간으로 측정했다.
그 결과를 바탕으로 세포막전위 변화에 따른 인지질 변화 정량화 모델을 확립해 분자적 수준에서 VSP의 역할을 규명했다.
VSP는 사람, 쥐, 제브라피쉬, 개구리, 멍게 등 많은 생명체에서 발견되는 효소다. 신경세포와 생식세포 등에서 주로 발현되고 있지만, 지금까지 VSP의 생리학적 역할을 알려지지 않았다.
연구팀은 지질인산화 효소가 VSP의 이노시톨인지질 탈인산화 기능에 대해 길항작용을 한다는 사실을 최초로 규명했다.
연구팀은 또 이 사실을 바탕으로 세포막전위에 따른 VSP 작용을 정량화한 모델링을 확립해 VSP가 하나의 전압의존성을 가진다는 사실도 밝혔다.
학계에서는 VSP 작용이 전압에 따라 효소 작용의 전압의존성과 기질선호도가 변화된다고 추측해왔다. 연구팀이 정량화한 VSP 모델은 지금까지 연구된 모든 종류의 VSP와 VSP 유전자 변형체의 전압의존성을 설명할 수 있어 VSP 연구의 새로운 연구방향을 제시했다.
서병창 교수는 “기존에 발견된 VSP가 아직 학계에서도 생소하지만 지금까지 알려진 것 보다 많은 생명현상에 관여하고 있을 가능성이 크다”며 “후속연구를 통해 VSP가 암과 종양, 퇴행성 뇌질환 등의 증상을 치료하거나 완화할 수 있는 기술 개발로 이어질 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
이번 연구에 제1저자로 참여한 금동일 박사과정 학생은 학부에서 익힌 기계공학적 지식과 뇌과학을 접목하기 위해 디지스트 뇌〃인지과학전공에 진학해 융복합 연구를 수행하며 VSP의 역할을 규명하는데 주도적인 역할을 했다.
이번 연구는 미국 워싱턴주립대학 버틸 힐레(Bertil Hille) 교수 연구팀과 공동으로 진행됐으며 연구 성과는 자연과학 분야 세계적 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 24일자 온라인판에 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
