인간과 같은 고등생명체의 세포 속에서 지질을 운반하는 새로운 단백질이 확인됐다. 세포 내 지질 수송 이상과 축적(대사 이상)으로 생기는 비만, 지방간 등의 치료에 실마리가 될 전망이다.
UNIST(총장 이용훈) 생명과학과 이창욱 교수팀은 MIGA2(Mitoguardin2) 단백질이 소포체와 미토콘드리아 사이에서 인지질을 운반하는 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 고등동물 세포에서 이 같은 단백질의 역할과 그 원리가 밝혀진 것은 최초다.
미토콘드리아 같은 세포 소기관은 진핵세포의 ‘장기’에 해당하는 부분들로, 소기관끼리 지질, 단백질과 같은 물질을 교환해 세포 생존에 꼭 필요한 특화된 기능을 수행하게 된다. 과거에는 소낭이라는 주머니에 물질을 싸서 주고받는 것으로 알려져 있었는데, 최근 소기관들이 직접 접촉해 통로를 만들고 물질을 교환한다는 사실이 새롭게 밝혀지고 있다.
그림1. 세포 소기관인 미토콘드리아와 소포체 간의 인지질 수송 원리
연구 결과에 따르면, MIGA2도 이러한 접촉 통로를 만드는 단백질(막 접촉 단백질)이다. 이 단백질의 LTD 부위 안에 갇힌 인지질이 미토콘드리아와 소포체 사이를 왔다 갔다 하게 된다. MIGA2 단백질의 LTD 부위는 그 모양이 머그컵을 닮은 데다가 컵 내부에 해당하는 부분이 지방과 친한 소수성을 띠어 인지질을 가둬 운반할 수 있다는 설명이다. 연구팀은 단백질 결정을 X-ray로 보는 분석법 등을 통해 이 같은 사실을 밝혀냈다.
그림2. MIGA2 단백질의 LTD 부위의 3차원 생김새 분석
이 가설을 검증하는 실험도 했다. 실제 MIGA2의 소수성 공동(컵 내부)에 인지질과의 결합을 방해하는 돌연변이를 만들자, 세포 내 인지질 운반 능력이 떨어졌다.
MIGA2 단백질의 인산화 유무가 지질 수송 능력을 결정한다는 사실도 새롭게 드러났다. 이 단백질이 인산화되면 소포체와의 결합이 단단해져 지질 수송이 더 잘된다는 것이다. 인산화는 단백질에 인산 작용기가 붙는 것을 말한다.
이번 연구 결과는 영국의 슈프링어 네이처에서 발행하는 국제적인 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature communications)’ 6월 28일 자에 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단 (선도연구센터지원사업, 중견연구자지원사업, 바이오융합원천기술개발사업) 등의 지원을 받아 이뤄졌다.
