이창욱 UNIST 교수팀, 세포의 물질 이동 경로와 구조 발견

이창욱 UNIST 교수(왼쪽)와 전영수 GIST 교수(와이셔츠 오른쪽).
이창욱 UNIST 교수(왼쪽)와 전영수 GIST 교수(와이셔츠 오른쪽).

이창욱 울산과학기술원(UNIST) 교수와 전영수 광주과학기술원(GIST) 교수 공동연구팀이 세포의 물질 이동 경로와 구조를 밝혀냈다.

이 교수팀은 생명을 구성하는 최소 단위인 세포 가운데 인간을 비롯한 고등생명체를 구성하는 단위인 진핵세포에서 일어나는 새로운 물질 교환 경로와 메커니즘을 처음으로 규명했다고 7일 밝혔다.

세포는 미토콘드리아, 핵, 소포체, 리소좀 등 작은 소기관으로 구성돼 있다. 지금까지는 이 소기관 사이에서 단백질 같은 물질이 이동할 때 일종의 보자기인 소낭에 담겨 전달되는 것으로 알려져 있었다.

이 교수팀은 세포 내 핵과 리소좀을 직접 연결하는 막접촉점의 상호작용을 찾아냈고, 소낭 없이 물질이 이동하는 경로를 3차원 입체 구조로 제시했다. 그동안 막접촉점 연구는 전자 현미경으로 세포를 관측하는 정도의 해상도 수준에 그쳤다.

이 교수팀은 X레이 구조법을 이용, 막접촉점을 직접 연결하는 단백질 복합체의 입체 구조를 원자 수준의 높은 해상도로 관측했다. 이를 기반으로 막접촉점 형성 과정과 기능에 대한 이해를 높였다. 세포소기관 간 막접촉점을 형성하는 단백질복합체의 3차원 구조를 규명한 것은 세계 처음이다.

효모세포의 소기관인 핵과 리소좀을 직접 연결하는 막접촉점.
효모세포의 소기관인 핵과 리소좀을 직접 연결하는 막접촉점.
핵과 리소좀의 막접촉점 형성 메커니즘.
핵과 리소좀의 막접촉점 형성 메커니즘.

막접촉점 형성 메커니즘과 물질 이동 경로의 발견은 원활한 물질 이동이 일어나지 않았을 때 발생하는 것으로 알려진 퇴행성 뇌질환이나 여러 대사질환의 원인을 찾는 데 활용할 수 있다.

이창욱 교수는 “진핵세포의 세포소기관 간 막접촉점을 형성하는 단백질 복합체의 구조와 작동 메커니즘을 밝혀서 생명의 기원에 대한 이해는 물론 세포 내 물질 이동의 결함으로 야기되는 질병의 치료법 개발에 새로운 이론의 실마리를 제공할 수 있게 됐다”고 설명했다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com