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 ▶  사람의 영양결핍상태를 알려주는 새로운 신호전달 메커니즘 발견 2010-09-08 09:58:35
neuro
지금까지 미생물과 식물에서만 확인된 기아신호전달물질 분해효소가 사람을 포함한 고등동물에게도 존재한다는 사실이 국내 연구진에 의해 규명되어, 인간의 성장과 대사조절의 핵심 열쇠를 확보하게 되었다.  

서울대 정종경 교수와 한국기초과학지원연구원 전영호 박사가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 박찬모)의 리더연구자지원사업(창의적 연구)과 한국기초과학지원연구원의 고자장 NMR기반 생체분자분석기술고도화사업의 지원을 받아 수행되었다.

이번 연구결과는 ‘네이처 구조분자생물학지(Nature Structural and Molecular Biology)’ 온라인 속보(9월 6일자)에 게재되었다.

연구팀은 인간에게도 기아 스트레스에 적응하기 위해 신호를 전달하는 물질의 분해효소가 존재한다는 사실을 처음으로 밝히고, 이 효소를 메쉬1(Mesh1)로 이름 붙였다.

인간을 비롯한 모든 생물은 영양고갈 상태를 스스로 인지하여 기아 스트레스에 적응하기 위해 신호를 전달한다. 지금까지 미생물 기아 신호전달물질(구아노신 테트라포스페이트, ppGpp)의 생성과 분해를 담당하는 효소에 대한 연구는 활발히 진행되어왔으나, 인간을 포함한 고등동물에게도 이러한 효소가 있다는 사실을 밝힌 것은 이번이 처음이다.  

연구팀은 메쉬1의 입체구조와 기능이 박테리아의 기아신호전달물질 (ppGpp) 분해효소 단백질과 유사할 뿐만 아니라, 메쉬1을 제거하면 성장이 더디고 몸집도 작아지는 등 영양고갈 스트레스에 대응한다는 사실을 실험(초파리)을 통해 입증하였다.

한국기초과학지원연구원 전영호 박사는 “이번 성과는 사람을 비롯한 고등동물의 영양고갈 상태와 관련된 새로운 신호전달 체계를 밝히는 중요한 단서 중 하나로, 사람이 영양부족으로 받는 스트레스에 어떻게 반응하고 성장을 조절하며 외부환경에 적응하는지를 밝히는 가능성을 열었다”고 연구의의를 밝혔다.

서울대 정종경 교수는 “이번 연구는 향후 영양결핍‧과다로 인한 질병과 현대인의 만성질환인 비만 등 대사질환의 원인 및 발병 메커니즘 규명의 새로운 가능성을 열어, 관련 질병에 대한 이해와 치료에 크게 기여할 것으로 기대된다”라고 기대감을 표명하였다.

1. 고등생물에서의 새로운 영양결핍 대응 신호전달 체계
  ○ 박테리아의 SpoT 신호전달체계에 상응하는 새로 발견된 고등생물의 Mesh1 신호전달체계


2. Mesh1 단백질의 입체구조
○ X-ray 결정학을 이용하여 연구진이 밝힌 Mesh1 단백질의 3차원 구조. 10개의 나선구조로 이루어져 있으며, 박테리아 SpoT와 유사한 구조를 가지고 있다.


3. Mesh1 결손 초파리의 성장저하 현상
  ○ Mesh1 유전자가 초파리 애벌레의 성장에 미치는 영향. 초파리의 Mesh1 단백질을 결손 시킨 돌연변이체(5A3)는 현저한 성장저하 현상을 보인다.


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