김빛내리 교수팀 '린28' 새로운 기능 밝혀…셀(Cell)지 게재
줄기세포 유도·관련 질병 치료기술 개발 새로운 실마리 제공

국내 연구진이 줄기세포에서 에너지를 분배하고 세포 간 의사소통의 양과 속도를 조절하는 원리를 처음으로 세계 최초로 규명했다.

이는 줄기세포 생산과 유전자 발현 조절에 특정 단백질이 핵심적 역할을 한다는 사실을 밝힌 획기적 연구성과로 평가된다. 교육과학기술부와 한국연구재단은 김빛내리 서울대 교수 연구팀이 '린28(LIN28)'이라는 단백질에 관한 논문을 생명과학 분야의 최고 권위지인 '셀(Cell)'의 온라인 속보로 발표했다고 25일 밝혔다.

이번 연구는 김 교수의 주도로 조준·장혜식 박사과정생이 공동 제1저자로 참여해 진행됐다. '린28' 단백질은 줄기세포 치료의 핵심기술인 '유도만능줄기세포(iPS Cell)' 생산에 사용되는 것으로 유명하다. 유도만능줄기세포는 6년 전에 개발된 줄기세로로 배아줄기세포와 비슷한 수준의 분화능력을 지니고 있으면서도 수정란이나 난자를 사용하지 않아 윤리문제에서 비교적 자유롭다.

린28에 이상이 생기면 당 대사와 사춘기 시기 조절 및 간암과 난소암 등에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 이 단백질이 다른 유전자의 발현을 조절하는 원리를 완벽하게 알아낸다면 줄기세포의 이해와 관련 질병 연구 및 치료에 새로운 돌파구를 마련할 것으로 기대된다.
 

▲자외선 이용한 RNA결합 단백질 연구.개념도

린28 단백질은 '마이크로RNA'를 조절해 줄기세포의 성질을 간접적으로 유지하는 기능을 한다는 것이 기존 학계의 통념이었는데, 김빛내리 교수 연구팀은 이러한 기능 외에도 추가적인 기능에 대한 단서를 확인했다. 린28이 사람 단백질 3만5000종 가운데 7000종을 생산하는 세포 내 소기관인 조면소포체의 전체 단백질 생산을 직접 억제한다는 사실을 입증한 것이다.

연구팀은 살아있는 줄기세포에 강한 자외선을 쬐어서 단백질과 RNA를 엉겨 붙게 한 다음, 이 RNA에 담긴 정보를 차세대 서열 분석기로 읽어 내고, 린28이 붙어 조절하는 RNA 전체를 일괄 조사했다. 이와 함께 연구팀은 린28이 배아의 초기 발달 과정에서 세포 전체의 균형을 조절한다는 사실도 밝혔다.

김 교수는 "줄기세포의 정상적인 발달과 당 대사 및 사춘기 시기 조절 등에 관여하는 린28 단백질의 알려지지 않은 기능을 밝혀 앞으로 줄기세포의 유도와 관련 질병의 치료기술 개발에 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것"이라고 설명했다. 또 김 교수는 "간암이나 난소암 등 여러 종류의 암 발생과 전이에서도 자주 발견되는 린28 단백질의 이상 조절에 대처할 수 있어 새로운 암 치료법 개발도 가능할 것으로 보인다"고 덧붙였다.

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