생체 미토콘드리아 활성 조절 원리 분석시스템 개발

퇴행성 신경질환 원인 규명 기여 기대







파킨슨 병 등 퇴행성 신경질환의 원인으로 지목된 미토파지(손상됐거나 수명이 다한 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 세포 작용)의 활성 변화를 생체 조직에서 정확하게 측정할 수 있는 동물모델과 분석시스템이 개발돼 주목된다.

10일 한국연구재단에 따르면 동아대 의대 윤진호 교수와 미국 국립보건원 토렌핀켈 박사팀은 일본 연구진에 의해 보고된 산호유래 형광 단백질인 케이마단백질이 pH에 따라 변화하는 형광 특성을 이용해 미토콘드리아에만 발현되는 미토-케이마 단백질을 세포에서 발현시킨 후 중성과 산성조건에서의 형광 신호를 통합․분석해 미토파지를 검출할 수 있는 영상 기반 측정 방법을 개발했다.

모든 세포에서 미토-케이마 단백질이 발현되도록 유전적으로 조작한 형질전환 마우스를 제작하고 형광영상 분석기법을 이용해 세계 최초로 여러 생체조직의 미토파지를 측정한 결과 간, 심장, 근육, 뇌조직의 미토파지 활성이 모두 다르다는 사실과 노화에 따른 미토파지의 감소를 확인했다.

또한 저산소 상태, 고칼로리 식이 등 환경변화에 따라 미토파지 활성이 증가 또는 감소한다는 사실을 확인할 수 있었다.

지금까지 생채 내 미토파지를 손쉽게 정량적으로 측정할 수 있는 연구기법이 개발되지 않아 미토파지의 생체 내 기능과 분자 수준에서의 작동원리에 대한 연구가 이뤄지지 못하고 있었던 상황에서 이번에 개발된 영상기반 분석시스템은 미토파지의 분자기전을 규명하기 위한 연구에 매우 유용할뿐 아니라 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경질환 및 노화 질환의 원ㅇ니 규명과 새로운 치료 방법 개발에도 기여할 것으로 기대된다.

윤진호 교수는 “이번 연구를 통해 확립된 미토파지 분석시스템은 미토파지가 생체조직의 기능 유지와 인체 질병 발생에 있어서 어떠한 역할을 하는지와 미토파지의 분자기전을 규명하기 위한 연구에 매우 유용하게 사용될 것”이라고 의의를 밝혔다.

이번 연구결과는 생명과학 분야의 권위있는 학술지 Molecular Cell 11월19일자 대표논문으로 온라인 게재됐다.