[사이언스] 샤페로닌
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작성일 23-03-22 13:52
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전사인자와 같은 덩치 큰 생체고분자가 어떻게 미세한 나노채널을 통해 이동하며 정상적 기능을 수행하는지는 늘 궁금증 대상이었다. 마치 휴대폰의 음성·영상 신호가 전파로 변조돼 이동한 다음, 다시 음성·영상신호로 복조되는 과정과 닮았다.
사람을 비롯한 생물체 몸 안에는 ‘샤페로닌’이라는 단백질이 있따 다른 단백질의 구조유지, 구조 재형성, 단백질 이동, 유전자 복제, RNA(리보핵산) 분해를 비롯해 스트레스로부터 세포를 보호하는 다양한 역할을 한다. 샤페로닌은 전사인자가 변신할 수 있도록 하는 휴대폰 단말기와 같은 역할을 한다는 것이다.
◇서로 대화하는 세포들=줄기세포는 인간의 몸을 구성하는 서로 다른 세포나 장기로 성장하는 일종의 모세포다.
다.
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윤대원기자 yun1972@etnews.com
다만 샤페로닌에 대한 연구는 세계적으로 초기 수준이다. 혈관세포에 위치하면 혈관조직으로 성장하는 데 이 역시 자신이 처한 위치를 주변세포와의 연락을 통해 안다. 어떻게 그럴 수 있을까. 그 답은 바로 세포와 세포사이의 통신에서 찾을 수 있따 심장에 위치한 줄기세포는 주변의 세포들과 통신을 통해 자신의 역할을 인지하고 심장관련 조직으로 성장한다. 나노채널은 극도로 미세한 통로일 뿐이다.
설명
[사이언스] 샤페로닌
국내 연구진이 최근 다역 배우 샤페로닌의 또 다른 중요한 기능을 발견, 화제를 모으고 있따 생체를 구성하는 세포가 어떻게 각자의 역할을 수행할 수 있는지에 대한 原因의 단초를 찾은 것이다.
◇진화의 단초도 제공=연구팀의 연구결과는 식물을 기본으로 한 것이다. 나노채널 관련 연구는 전자현미경으로만 볼 수 있는 미세 분야인 만큼 규명하기가 까다롭다는 어려움이 있따 연구팀은 식물을 토대로 한 이번 연구를 바탕으로 향후 동물 분야로 확대한다는 야심찬 계획을 세워두고 있따
현대 생물학에서 풀리지 않은 화두중 하나인 ‘하등 단세포가 어떻게 수억개의 세포들과 서로 소통하며 고유한 역할을 수행하는 고등 생명체로 진화했는가’에 대한 의문의 실마리를 이 샤페로닌을 통해 끄집어 낸 것이다.
◇샤페로닌의 마법=연구팀이 발견한 것은 샤페로닌의 새로운 역할이다.
그렇다면 세포 간 통신은 어떻게 이뤄질까. 밝혀진 바에 의하면 식물에서 세포 간 신호전달과 물질교환은 식물 특유의 나노채널을 통해 일어난다.
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[사이언스] 샤페로닌
[사이언스] 샤페로닌
[사이언스] 샤페로닌
그는 또 “모든 세포는 잠재성을 가졌는데 어떤 조건에서 어떻게 alteration(변화) 하는지를 모르는 게 현재 생물학의 한계”라며 “세포 환경을 이해해야만 고등생물의 분화체계를 이해할 수 있다”고 덧붙였다. 덩치 큰 전사인자를 스스로 구조를 해체, 나노채널을 통해 이동한 뒤 다시 원래의 상태로 재변형시키는 신호물질로 작용한다. 이를 동물로 확장하면 하등 단세포 생명체로부터 고도로 분화되고 조직화된 생명체로 진화했는지에 대한 의문의 실마리도 제공할 수 있따
전사인자(특정 유전자의 전사 조절 부위 DNA에 결합해 그 유전자를 활성화시키거나 억제하는 조절 단백질)는 생체고분자 단백질인데, 세포 간 나노채널을 통해 이동하는 대표적인 신호물질이다.
김 교수는 “식물과 마찬가지로 동물에도 유사한 나노채널이 있는데 아직 연구가 초보단계”라며 “바이러스가 한 세포에서 다른 세포로 이동을 하는데 샤페로닌의 역할과 나노채널을 명확히 알 수 있다면 바이러스와의 싸움에서도 이길 수 있을 것”이라고 설명했다. 줄기세포는 위치하는 장소에 따라 다른 기능을 하는 세포로 성장한다. 전사인자가 나노채널을 통과할 수 있도록 전사인자를 변신시키는 작용을 하고 있다는 것이다.
김재연 경상대학교 자연과학대학 교수는 샤페로닌이 세포 간 신호전달물질이 그 역할을 할 수 있도록 key point(핵심) 적인 작용을 하고 있다는 사실을 규명해냈다. 김 교수의 연구결과는 ‘전사인자의 세포 간 이동을 촉진하는 샤페로닌’이라는 title(제목)으로 ‘사이언스’ 26일자에 게재됐다.
김재연 교수는 “샤페로닌이 이러한 역할을 할 것이라는 가설만 있었지 실제 그러한 역할을 규명한 것은 이번이 처음”이라며 “샤페로닌의 역할을 통해 식물의 생산성에 획기적인 effect(영향) 을 줄 수 있다”고 말했다.
