코필린 단백질 합성 IRES 이용 "뇌 발달장애 예방과 치료에 기여할 것"
[의학신문·일간보사=이균성 기자] 국내 연구진이 뇌신경세포 성장을 조절하는 핵심 단백질의 생성원리를 처음으로 알아냈다.
UNIST(울산과학기술원)는 생명과학부 민경태 교수팀과 POSTECH 융합생명과학부 김경태 교수팀이 신경세포의 발달과 시냅스(synapse) 형성에 중요한 단백질, '코필린(cofilin)'의 발현 메커니즘을 명확하게 규명했다고 26일 밝혔다.
코필린이 액틴(actin)이라 불리는 미세섬유와 상호작용해 신경세포 축삭돌기의 성장 속도와 방향조절을 유도한다는 사실은 이미 알려졌다.
그러나 코필린 자체가 어떻게 만들어지는지는 밝혀지지 않았다. 연구진은 코필린 단백질의 번역이 일반적인 번역과 다르다는 점에 주목해 이번 연구를 진행했다.
보통 생체 내에서 단백질은 DNA에 있는 유전정보를 가져와 단백질 아미노산에 맞는 암호로 바꾼 뒤(전사), 리보솜(ribosome)에서 합성(번역)된다. 복제된 유전정보는 mRNA(messenger RNA)가 전달하는데, 이때 다양한 유전인자가 달라붙어 리보솜을 끌어오면서 단백질 합성이 시작된다.
연구에서는 기존 번역방식과 다르게 코필린 mRNA 앞에는 아이리스(IRES, Internal Ribosme Entry Site) 활성을 가지는 부위가 있음을 알았다.
IRES가 활성화되면 mRNA를 리보솜에 바로 연결해 단백질 합성을 시작할 수 있다. 숙주를 감염시켜야 하는 바이러스나 위급상황에서 빠르게 단백질을 만들 경우 IRES를 활용한다고 알려져 있다.
연구진은 실험을 통해 코필린 단백질의 번역은 IRES를 이용한다는 점을 입증했다. 축삭돌기 말단에서 코필린 mRNA의 IRES에 엔피티비(nPTB)라는 단백질이 결합하면서 코필린 번역이 증가했다.
민경태 UNIST 교수는 "연구에서 IRES를 매개로 코필린 단백질이 신속하게 합성되면서 액틴의 길이와 방향을 조절해 정확한 시냅스가 형성되도록 돕는다는 것을 밝혔다"며 "향후 지적장애 유발 뇌질환 치료에 큰 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구 결과는 분자생물학 분야의 세계적 권위의 학술지인 '엠보 저널(The EMBO Journal)'에 게재됐다.