빛으로 세포 내 단백질 기능 원격 조정한다

빛으로 세포 내 단백질 기능 원격 조정한다

류준영 기자
2014.06.11 12:00
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허원도 IBS 바이오이미징 그룹리더 연구팀 주도…암세포 분열 차단 성공

광유도 분자올가미(LARIAT) 기술은 다중체 단백질과 청색광에 반응하는 애기장대 식물의 광유도 단백질의 상호작용을 인간세포에 적용하여 빛에 의존적인 분자 올가미를 조립하고 원하는 단백질을 그 안에 가두어 기능을 저해하는 기술이다. 이 기술은 빛으로 원격 조정하여 몸 안의 원하는 부위에서 특정 단백질의 기능을 마음대로 조절할 수 있다/사진=IBS
광유도 분자올가미(LARIAT) 기술은 다중체 단백질과 청색광에 반응하는 애기장대 식물의 광유도 단백질의 상호작용을 인간세포에 적용하여 빛에 의존적인 분자 올가미를 조립하고 원하는 단백질을 그 안에 가두어 기능을 저해하는 기술이다. 이 기술은 빛으로 원격 조정하여 몸 안의 원하는 부위에서 특정 단백질의 기능을 마음대로 조절할 수 있다/사진=IBS

국내 연구진이 빛으로 세포 내 특정 단백질 기능을 '원격 조정'하는 기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 바이오이미징 그룹리더 허원도(KAIST 생명과학과 교수) 연구팀은 11일 세포에 빛을 쬐어주었을 때 세포 내부에 순간적으로 단백질의 복합체인 올가미가 형성되며, 이 올가미를 통해 원하는 단백질을 움직이지 못하게 고정시켜 특정 단백질 기능을 차단할 수 있다고 밝혔다. 연구팀은 이 기술을 '광유도 분자올가미'(Light-Activated Reversible Inhibition by Assembled Trap·LARIAT)로 명명했다.

이 원리를 이용하면 세포분열을 인위적으로 막을 수 있다. 특히, 암세포 분열을 막을 수 있어 향후 암세포 연구 및 암 신호전달 연구에 유용하게 활용될 것으로 보인다.

허원도 교수/사진=IBS
허원도 교수/사진=IBS

허 교수는 "이번 연구는 광유도 분자올가미 기술을 통해 세포의 이동·분열 등의 중요한 생명현상들을 어떠한 약물 처리 없이 빛으로만 불활성화할 수 있고, 이 모든 과정들을 빛을 켜고 끔에 따라 매우 쉽고, 가역적으로 조절할 수 있다는 사실을 밝혀낸 것"이라고 설명했다.

또 "매우 다양한 종류의 단백질에 대해 실험한 결과, 같은 방법으로 쉽게 기능을 차단할 수 있다는 점을 밝혔다"며 "이 기술이 광범위하게 적용될 수 있다는 사실을 확인한 것"이라고 덧붙였다.

허 교수는 현재 광유도 분자올가미 기술을 이용해 여러 가지 동물 모델에서의 암 전이 및 뇌 과학 연구를 진행 중이다.

이번 연구성과는 네이처 자매지이자 생화학 연구방법 분야 세계 최고권위의 저널인 네이처 메소드(Nature Methods) 6월호에 소개될 예정이다.

◆용어설명

▶LARIAT:본래 올가미 밧줄(동물을 잡기위해 한쪽 끝을 고리모양으로 묶은 밧줄)을 뜻하는 명사로 연구팀이 개발한 기술의 의미를 부여하여 LARIAT(Light-Activated Reversible Inhibition by Assembled Trap)라 표현함

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류준영 기자

·머니투데이 유니콘팩토리(미래사업부) 차장 ·한국과학기자협회 이사 ·카이스트 과학저널리즘 석사 졸업 ·한양대 과학기술정책대학원 박사과정 ·2020년 대한민국과학기자상 ·(저서)4차 산업혁명과 빅뱅 파괴의 시대(공저, 한스미디어) ■전문분야 -벤처·스타트업 사업모델 및 경영·홍보 컨설팅 -기술 창업(후속 R&D 분야) 자문 -과학기술 R&D 정책 분야 컨설팅 -과학 크리에이터를 위한 글쓰기 강연 -에너지 전환, 모빌리티 등 4차 산업혁명 관련 기술 자문 -AI시대 기술경영 및 혁신 자문

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