"영양 결핍 스트레스" 대응하는 유전자 발견

미생물·식물 외 동물에도 존재
정종경 서울대 교수 첫 입증

영양 결핍 상태에 대해 생물체를 보호하는 '기아(飢餓)신호 전달물질'이 미생물과 식물뿐 아니라 고등생물에도 존재한다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 정종경 서울대 생명과학부 교수와 전영호 한국기초과학지원연구원 자기공명연구부 책임연구원은 기아 스트레스에 적응하기 위해 신호를 전달하는 분해효소를 새로 밝혀내 메쉬1(Mesh1)으로 이름 붙였다고 7일 발표했다. 이 연구 결과는 네이처 구조분자생물학지(Nature Structural and Molecular Biology)에 실렸다.

연구진은 메쉬1의 입체구조와 기능이 박테리아의 기아신호 전달물질(ppGpp:구아노신 테트라포스페이트) 분해효소 단백질과 유사하고,메쉬1을 제거하면 성장이 더디고 몸집도 작아지는 등 영양 고갈 스트레스를 받는다는 사실을 초파리 실험을 통해 입증했다.

ppGpp는 박테리아가 사용하는 중요한 신호전달물질로 영양분이 차단되면 인산화효소(RelA)가 GDP/GTP(구아노신 2인산/3인산)를 합성해 저절로 생성된다. 또 세포성장을 촉진하는 유전자 발현을 줄이고 기아 스트레스에 대응하는 유전자를 늘리며,SpoT라는 탈인산화효소에 의해 분해돼 세포 내 적정 수준을 유지한다. 연구진은 그동안 동물계에서 존재가 부정돼 왔던 SpoT와 유사한 유전자를 꼬마선충 · 초파리 · 쥐 등에서 처음으로 발견해 메쉬1으로 명명했다.

연구진은 "사람이 영양 부족으로 받는 스트레스에 어떻게 반응하고 성장을 조절하는지 밝힐 수 있는 가능성을 열었다"고 설명했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com