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.
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
