[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 세포 삼투압을 조절하는 단백질이 암과 노화 억제에 관여한다는 사실을 밝혀냈다. 이 단백질은 유전체(DNA)의 이상 구조를 제거해 유전체의 안정성을 유지 시켜준다. 이 발견으로 암이나 노화 현상을 해결할 치료제 개발에 도움이 될 것이라고 연구진은 전망했다. 울산과학기술원(UNIST)은 권혁무·이자일·명경재 교수팀이 '톤이비피(TonEBP)' 단백질이 R-루프 제거에 관여한다는 사실을 알아냈다고 22일 밝혔다. R-루프는 DNA로부터 RNA가 합성되는 전사(Transcription)과정에서 DNA 이중나선 구조가 일시적으로 벌어지면서 생기는 고리모양 구조체다. R-루프가 제때 없어지지 않고 축적되면 DNA 복제에 이상이 생기고 암이나 노화 현상이 촉진되는 것으로 알려져 있다. 연구 결과에 따르면 TonEBP 단백질은 R-루프를 인지한 후, RNA 제거 효소를 R-루프 쪽으로 끌어오는 과정을 활성화한다. R-루프는 벌어진 한 쌍의 DNA 가닥 중 한 가닥 위에 전사를 통해 합성된 RNA가 붙여진 구조다. 따라서 이 RNA 가닥이 제거되면, DNA 가닥이 평상시의 안정한 이중나선 구조(실 두 개가 꼬여 있는 형태)로 봉합된다. 세포를 관찰하던 연구진은 R-루프가 생성된 곳에 TonEBP 단백질이 공존한다는 것을 발견하고 상관관계를 살피는 연구를 시작했다. TonEBP 단백질은 세포의 삼투압을 조절하는 것으로 알려진 단백질이지만, 최근 이 단백질 이상이 당뇨성 신장병이나 간암, 면역 대사 질환을 유발하는 것으로도 밝혀졌다. 연구진은 이번 연구를 통해 TonEBP 단백질이 RNA 제거를 촉진하는 구체적 과정을 밝혀냈다. 먼저 TonEBP 단백질은 DNA에 형성된 R-루프를 인식해 찾는다. 그리고 RNA의 메틸화를 돕는 'METTL3' 효소와 결합해 메틸화 반응을 촉진시킨다. RNA의 특정 부위에 메틸 작용기가 붙는 과정인 메틸화 반응은 RNA 제거 효소를 R-루프로 유인한다. 연구진은 TonEBP 단백질이 R-루프를 찾아가는 방식도 밝혔다. TonEBP 단백질은 R-루프에 바로 결합하거나 DNA 가닥 위를 타고 이동하다가 30억 개의 염기쌍으로 구성된 사람의 DNA에서 R-루프를 빠르게 발견한다. 이 분석을 위해 DNA 위를 이동하는 단백질의 움직임을 실시간으로 볼 수 있는 특수기법이 사용됐다. 연구 결과는 세계적 학술지인 '뉴클레익 에시즈 리서치' 11일자에 온라인 게재됐다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

노화 치매에서 나타나는 뇌혈관장벽 손상을 조절할 수 있는 새로운 타깃이 제시되었다. 경북대 배재성 교수, 진희경 교수 연구팀이 노화 치매에서 비정상적으로 증가된 산성 스핑고마이엘리네이즈(ASM)에 의한 뇌혈관장벽 손상 기전을 규명했다고 한국연구재단이 4일 밝혔다. 뇌혈관장벽은 뇌신경세포의 기능 유지 및 뇌조직 내 미세환경 조절을 위해 혈액으로부터 필요한 영양분들은 선택적으로 통과시키고 위험 물질은 제한하는 관문이다. 최근 뇌혈관장벽의 손상이 노화 치매를 포함한 다양한 퇴행성 뇌질환의 주된 병변 중 하나로 주목받고 있으며, 뇌혈관장벽 호전이 치료에 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 65세 이상의 사람 혈장과 노화 동물모델의 혈장 및 뇌조직에서 산성 스핑고마이엘리네이즈의 활성이 비정상적으로 증가된다는 사실에 착안했다. 특히 이러한 비정상적인 산성 스핑고마이엘리네이즈의 증가는 주로 뇌혈관장벽을 구성하는 뇌혈관내피세포에 의한 것임을 발견했다. 연구결과, 노화 동물모델에서 증가된 산성 스핑고마이엘리네이즈는 뇌혈관내피세포의 사멸을 유도했다. 또 세포의 투과성과 관련된 구성물질인 카베올래를 유입시켜, 뇌혈관장벽의 투과성을 증가시켰다. 이로 인해 뇌조직 내 혈장 단백질이 비정상적으로 유출됐다. 이러한 뇌혈관장벽 투과성 증가는 신경세포 및 신경조직의 손상을 유발해 기억력을 감퇴를 야기한다. 연구팀은 이어 유전적으로 산성 스핑고마이엘리네이즈가 억제된 노화 동물모델에서는 뇌혈관장벽의 투과성이 감소되는 것을 확인했다. 이로 인해 신경세포 손상이 감소되어 감퇴된 기억력이 향상되었다. 이 결과는 산성 스핑고마이엘리네이즈의 억제에 의한 노화 치매 치료 가능성을 확인한 것이라고 연구팀은 설명했다. 배재성 교수는 “이 연구는 노화 치매에서 산성 스핑고마이엘리네이즈가 뇌혈관장벽을 조절할 수 있다는 새로운 역할을 제시한 것”이라며 “우리 연구실에서 개발 중인 산성 스핑고마이엘리네이즈 억제 약물이 노화 치매를 포함한 다양한 퇴행성 뇌질환 치료 신약이 될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 설명했다. 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구, 기초연구실)의 지원으로 수행되었으며, 국제학술지 뉴런(Neuron)에 9월 28일 게재되었다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

국내 연구진이 줄기세포의 노화 및 스트레스 조절기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 미래창조과학부는 한국생명공학연구원(KRIBB) 면역치료제연구센터 최인표·정해용 박사팀이 조혈줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제유전자를 발굴하고 기능을 규명했다고 16일 밝혔다. 조혈줄기세포는 백혈구 및 적혈구, 혈소판 등 혈액세포를 만드는 다분화능과 자기복제 능력이 있는 성체줄기세포로 노화, 스트레스 등에 의해 조혈줄기세포의 항상성에 이상이 생기면 몸 전체 혈액세포의 이상이 발생해 면역저하와 빈혈, 암, 노화 등 각종 질병이 발생한다. 기존 연구에서는 줄기세포를 이용한 노화 방지기술 및 줄기세포의 노화를 억제하는 약물을 개발하는 등의 성과가 있었으나 줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제유전자를 발굴한 일은 없었다. 생명연 최 박사팀은 생쥐실험을 통해 조혈줄기세포가 노화 또는 스트레스를 받는 환경에 있을 때 종양억제인자(TXNIP) 유전자가 조혈줄기세포의 유지와 생성을 보호해주는 인자임을 발견했다. 연구팀은 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐에서 노화가 일어날 경우 정상 생쥐에 비해 조혈줄기세포 및 조혈세포가 60% 이상 감소했다. 최 박사는 "향후 암 치료와 노화 억제 조절기술 개발에 필요한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다"고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

국내 연구진이 줄기세포의 노화 및 스트레스 조절기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 미래창조과학부는 한국생명공학연구원(KRIBB) 면역치료제연구센터 최인표·정해용 박사팀이 조혈줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제유전자를 발굴하고 기능을 규명했다고 16일 밝혔다. 조혈줄기세포는 백혈구 및 적혈구, 혈소판 등 혈액세포를 만드는 다분화능과 자기복제 능력이 있는 성체줄기세포로 노화, 스트레스 등에 의해 조혈줄기세포의 항상성에 이상이 생기면 몸 전체 혈액세포의 이상이 발생해 면역저하와 빈혈, 암, 노화 등 각종 질병이 발생한다. 기존 연구에서는 줄기세포를 이용한 노화 방지기술 및 줄기세포의 노화를 억제하는 약물을 개발하는 등의 성과가 있었으나 줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제유전자를 발굴한 일은 없었다. 생명연 최 박사팀은 생쥐실험을 통해 조혈줄기세포가 노화 또는 스트레스를 받는 환경에 있을 때 종양억제인자(TXNIP) 유전자가 조혈줄기세포의 유지와 생성을 보호해주는 인자임을 발견했다. 연구팀은 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐에서 노화가 일어날 경우 정상 생쥐에 비해 조혈줄기세포 및 조혈세포가 60% 이상 감소했다. 최 박사는 "향후 암 치료와 노화 억제 조절기술 개발에 필요한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다"고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

한국생명공학연구원 면역치료제연구센터 최인표 박사 국내 연구진이 줄기세포의 노화 및 스트레스 조절 기술을 세계 최초로 개발하는데 성공했다. 미래창조과학부는 한국생명공학연구원(KRIBB) 면역치료제연구센터 최인표·정해용 박사팀이 조혈줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제 유전자를 발굴하고 기능을 규명했다고 16일 밝혔다. 조혈줄기세포는 백혈구 및 적혈구, 혈소판 등 혈액세포를 만드는 다분화능과 자기복제 능력을 갖고 있는 성체줄기세포로 노화, 스트레스 등에 의해 조혈줄기세포의 항상성에 이상이 생기면 몸 전체 혈액세포의 이상이 발생해 면역저하와 빈혈, 암, 노화 등 각종 질병이 발생한다. 기존 연구에서는 줄기세포를 이용한 노화 방지 기술 및 줄기세포의 노화를 억제하는 약물을 개발하는 등의 성과가 있었으나 줄기세포의 노화 및 스트레스에 대한 억제 유전자를 발굴한 경우는 없었다. 생명연 최 박사팀은 생쥐실험을 통해 조혈줄기세포가 노화 또는 스트레스를 받는 환경에 있을 때 종양억제인자(TXNIP) 유전자가 조혈줄기세포의 유지와 생성을 보호해주는 인자임을 발견했다. 연구팀은 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐에서 노화가 일어날 경우 정상 생쥐에 비해 조혈줄기세포 및 조혈세포가 60%이상 감소하는 것는 것을 관찰했다. 또 스트레스를 받는 환경에서 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐의 조혈줄기세포와 조혈세포가 정상 생쥐에 비해 90% 가량 감소하고 사망률도 정상 생쥐에 비해 높은 사실을 증명했다. 이 밖에 TXNIP가 결핍된 생쥐에 암을 유발시켰을 때 정상 생쥐에 비해 암생성과 전이가 증가하고 원인으로 TXNIP 유전자 결핍으로 인한 조혈세포 감소임을 규명했다. 최 박사는 "TXNIP 유전자를 조절해 조혈줄기세포의 항상성 유지와 조혈세포의 생성, 분화를 조절 할 수 있는 근본적인 기술 개발 토대를 마련했다"며 "향후 암 치료와 노화 억제 조절 기술개발에 필요한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다"고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

성체줄기세포가 최근 다양한 난치병 치료에 이용되면서 ‘스타’로 떠오르고 있다. 하지만 문제는 배양과정에서 배아줄기세포에 비해 일찍 늙어버려 제대로 못쓰게 된다는 점이다. 하지만 최근 성체줄기세포의 노화 기전을 서울대 연구팀에서 세계 최초로 규명해 앞으로 전세계적인 성체줄기세포 배양이 활발해질 것으로 보인다. 서울대학교 수의과대학 강경선 교수 연구팀은 성체줄기세포의 노화가 후성기 유전적 조절 메커니즘에 의한 것이라는 사실을 처음으로 확인했다고 16일 밝혔다. 이 연구결과는 최근 ‘세포 및 분자 생명과학(Cellular and Molecular Life Science)’ 저널 최신호에 두 편의 논문으로 나뉘어 게재됐다. 연구팀은 이번 성과에 따라 성체줄기세포의 노화를 조절하는 방법을 찾는 길을 연 것은 물론 줄기세포치료제 개발을 촉진할 수 있으며 이를 연구할 경우 사람의 노화현상 자체를 규명할 근거도 찾을 수 있다고 설명했다. 기존 연구는 노화조절 관련 인자가 어떤 것인지에 대해 많은 규명이 없었다. 하지만 강 교수 연구팀은 노화 조절이 선천적인 염색체 이상보다 염색체상 히스톤단백질의 아세틸화와 관련 있는 ‘폴리콤(polycomb)’ 단백질과 JMJD3 단백질의 역할에 의해 이뤄진다는 사실을 처음으로 밝혔다. 또한 이번 연구에서 연구팀은 줄기세포의 노화와 특이적으로 관련 있는 ‘HMGA2’ 유전자를 표적으로 하는 마이크로RNA 3개를 세계 최초로 발견했다. 연구결과 인간이나 동물의 노화는 몸의 재생기능이 떨어지는 현상이며 노화과정에서 각 조직에 분포한 성체줄기세포가 줄어들고 기능이 떨어진다는 것이 연구팀의 분석이다. 강 교수는 “이번 연구결과를 통해 성체줄기세포의 노화를 규명한 것은 이 기전을 역으로 이용해 성체줄기세포의 노화를 방지, 대량 생산·배양이 가능해질 수 있다는 점을 시사한다”며 “또한 일반 세포에서 줄기세포를 만드는 유도만능줄기세포의 생성도 결국 일반 세포의 ‘역노화’와 밀접한 현상이므로 이번 연구결과를 통해 유도만능줄기세포의 생산과정에도 새로운 관리 및 조절방식이 나올 수 있으리라 본다”고 기대했다. /kueigo@fnnews.com김태호기자

성체줄기세포가 최근 다양한 난치병 치료에 이용되면서 ‘스타’로 떠오르고 있다. 하지만 문제는 배양과정에서 배아줄기세포에 비해 일찍 늙어버려 제대로 못쓰게 된다는 점이다. 하지만 최근 성체줄기세포의 노화 기전을 서울대 연구팀에서 세계 최초로 규명해 앞으로 전세계적인 성체줄기세포 배양이 활발해질 것으로 보인다. 서울대학교 수의과대학 강경선 교수 연구팀은 성체줄기세포의 노화가 후성기 유전적 조절 메커니즘에 의한 것이라는 사실을 처음으로 확인했다고 16일 밝혔다. 이 연구결과는 최근 ‘세포 및 분자 생명과학(Cellular and Molecular Life Science)’ 저널 최신호에 두 편의 논문으로 나뉘어 게재됐다. 연구팀은 이번 성과에 따라 성체줄기세포의 노화를 조절하는 방법을 찾는 길을 연 것은 물론 줄기세포치료제 개발을 촉진할 수 있으며 이를 연구할 경우 사람의 노화현상 자체를 규명할 근거도 찾을 수 있다고 설명했다. 기존 연구는 노화조절 관련 인자가 어떤 것인지에 대해 많은 규명이 없었다. 하지만 강 교수 연구팀은 노화 조절이 선천적인 염색체 이상보다 염색체상 히스톤단백질의 아세틸화와 관련 있는 ‘폴리콤(polycomb)’ 단백질과 JMJD3 단백질의 역할에 의해 이뤄진다는 사실을 처음으로 밝혔다. 또한 이번 연구에서 연구팀은 줄기세포의 노화와 특이적으로 관련 있는 ‘HMGA2’ 유전자를 표적으로 하는 마이크로RNA 3개를 세계 최초로 발견했다. 연구결과 인간이나 동물의 노화는 몸의 재생기능이 떨어지는 현상이며 노화과정에서 각 조직에 분포한 성체줄기세포가 줄어들고 기능이 떨어진다는 것이 연구팀의 분석이다. 강 교수는 “이번 연구결과를 통해 성체줄기세포의 노화를 규명한 것은 이 기전을 역으로 이용해 성체줄기세포의 노화를 방지, 대량 생산·배양이 가능해질 수 있다는 점을 시사한다”며 “또한 일반 세포에서 줄기세포를 만드는 유도만능줄기세포의 생성도 결국 일반 세포의 ‘역노화’와 밀접한 현상이므로 이번 연구결과를 통해 유도만능줄기세포의 생산과정에도 새로운 관리 및 조절방식이 나올 수 있으리라 본다”고 기대했다. /kueigo@fnnews.com김태호기자

노화를 유발하는 활성산소의 세포 내 농도를 조절할 수 있는 메커니즘을 국내 연구진이 규명했다. 제1호 국가과학자인 이서구 이화여자대학교 생명약학부 석좌교수팀은 활성산소를 제거하는 항산화단백질 퍼옥시레독신(Prx)의 세포 내 활성조절 메커니즘을 밝혀냈다고 21일 발표했다. 활성산소는 호흡으로 섭취된 산소가 최종적으로 물이 되는 과정에서 생기는 부산물이다. 산소 호흡을 하는 모든 생명체에서 생성된다. 과산화수소수를 포함하는 활성산소는 세포 내에서 단백질, 지방, DNA 등과 결합해 세포 변형을 일으킨다. 이 때문에 활성산소가 세포 내에 다량 축적되면 노화, 당뇨, 암, 동맥경화와 같은 질병이 유발된다. 이 교수팀은 과산화수소를 제거하는 데 퍼옥시레독신이 중요한 역할을 한다는 사실을 이번 연구에서 밝혀냈다. 즉, 세포에 신호가 전달되면 세포막 내부의 국한된 장소에서 Nox(1차 신호전달물질)에 의해 과산화수소가 생성되는데, 퍼옥시레독신이 인산화되면서 과산화수소를 감소시킨다는 사실을 규명한 것이다. 이 교수는 "퍼옥시레독신은 세포 안에 6개의 종류로 존재하는데 각각의 퍼옥시레독신은 세포 안에서 과산화수소의 농도를 조절하는 역할을 수행한다"고 설명했다. 이 교수팀은 또한 활성산소가 세포 내에서 신호전달물질로 사용된다는 것도 증명했다. 이 교수는 "이번 연구는 향후 노화, 암, 당뇨, 혈관 질환 등 세포 내 신호전달 결함으로 발생하는 질병에 대한 새로운 치료제를 개발할 수 있는 가능성을 열었다"고 평가했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널인 '셀(Cell)'지 19일자에 실렸다. /talk@fnnews.com 조성진기자

노화를 유발하는 활성산소의 세포 내 농도를 조절할 수 있는 메커니즘을 국내 연구진이 규명했다. 제1호 국가과학자인 이서구 이화여자대학교 생명약학부 석좌교수팀은 활성산소를 제거하는 항산화단백질 퍼옥시레독신(Prx)의 세포 내 활성조절 메커니즘을 밝혀냈다고 21일 발표했다. 활성산소는 호흡으로 섭취된 산소가 최종적으로 물이 되는 과정에서 생기는 부산물이다. 산소 호흡을 하는 모든 생명체에서 생성된다. 과산화수소수를 포함하는 활성산소는 세포 내에서 단백질, 지방, DNA 등과 결합해 세포 변형을 일으킨다. 이 때문에 활성산소가 세포 내에 다량 축적되면 노화, 당뇨, 암, 동맥경화와 같은 질병이 유발된다. 이 교수팀은 과산화수소를 제거하는 데 퍼옥시레독신이 중요한 역할을 한다는 사실을 이번 연구에서 밝혀냈다. 즉, 세포에 신호가 전달되면 세포막 내부의 국한된 장소에서 Nox(1차 신호전달물질)에 의해 과산화수소가 생성되는데, 퍼옥시레독신이 인산화되면서 과산화수소를 감소시킨다는 사실을 규명한 것이다. 이 교수는 "퍼옥시레독신은 세포 안에 6개의 종류로 존재하는데 각각의 퍼옥시레독신은 세포 안에서 과산화수소의 농도를 조절하는 역할을 수행한다"고 설명했다. 이 교수팀은 또한 활성산소가 세포 내에서 신호전달물질로 사용된다는 것도 증명했다. 이 교수는 "이번 연구는 향후 노화, 암, 당뇨, 혈관 질환 등 세포 내 신호전달 결함으로 발생하는 질병에 대한 새로운 치료제를 개발할 수 있는 가능성을 열었다"고 평가했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널인 '셀(Cell)'지 19일자에 실렸다. /talk@fnnews.com 조성진기자

노화를 유발하는 활성산소의 세포 내 농도를 조절할 수 있는 메커니즘을 국내 연구진이 규명했다. 제1호 국가과학자인 이서구(사진) 이화여자대학교 생명약학부 석좌교수팀은 활성산소를 제거하는 항산화단백질 퍼옥시레독신(Prx)의 세포 내 활성조절 메커니즘을 밝혀냈다고 21일 발표했다. 활성산소는 호흡으로 섭취된 산소가 최종적으로 물이 되는 과정에서 생기는 부산물이다. 산소 호흡을 하는 모든 생명체에서 생성된다. 과산화수소수를 포함하는 활성산소는 세포 내에서 단백질, 지방, DNA 등과 결합해 세포 변형을 일으킨다. 이 때문에 활성산소가 세포내에 다량 축적되면 노화, 당뇨, 암, 동맥경화와 같은 질병이 유발된다. 이 교수팀은 과산화수소를 제거하는 데 퍼옥시레독신이 중요한 역할을 한다는 사실을 이번 연구에서 밝혀냈다. 즉, 세포에 신호가 전달되면 세포막 내부의 국한된 장소에서 Nox(1차 신호전달물질)에 의해 과산화수소가 생성되는데, 퍼옥시레독신이 인산화되면서 과산화수소를 감소시킨다는 사실을 규명한 것이다. 이 교수는 “퍼옥시레독신은 세포 안에 6개의 종류로 존재하는데 각각의 퍼옥시레독신은 세포 안에서 과산화수소의 농도를 조절하는 역할을 수행한다”고 설명했다. 이 교수팀은 또한 활성산소가 세포 내에서 신호전달물질로 사용된다는 것도 증명했다. 이 교수는 “이번 연구는 향후 노화, 암, 당뇨, 혈관 질환 등 세포내 신호전달 결함으로 발생하는 질병에 대한 새로운 치료제를 개발할 수 있는 가능성을 열었다”고 평가했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널인 ‘셀(Cell)’지 19일자에 실렸다. /talk@fnnews.com조성진기자