광유전학 기술로 세포 움직임 제어도 성공
국내 연구진이 세포 전이 및 면역 세포 이동에도 영향을 미치는 '방향타 단백질'을 처음으로 발견했다. 이를 활용하면 암 치료 등 의학적 연구에도 도움이 될 것으로 보인다.
미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS) 허원도 그룹리더(KAIST 생명과학과 교수, 사진) 연구진은 GEF 단백질 중 하나인 'PLEKHG3' 단백질이 세포의 이동 방향을 결정하는 '방향타' 역할을 담당한다는 사실을 처음으로 발견했다고 23일 밝혔다.
이번 실험을 통해 연구진은 PLEKHG3이 소형 GTP 결합 단백질을 활성화시켜, 세포의 골격을 이루고 세포를 팽창시키는 역할을 하는 액틴 섬유를 형성하는 것을 관찰했다.
액틴 섬유들은 그물망을 이루며 지느러미 같은 돌출부를 만든다. 이 돌출부를 통해 세포가 앞으로 나아갈 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.
특히 PLEKHG3는 액틴 섬유와 매우 강하게 결합해 세포가 훨씬 빠른 속도로 이동하게 한다는 사실을 발견했다.
아울러 광유전학 기술로 방향타 단백질의 활성을 조절하여 세포가 움직이는 방향까지 제어하는 데 성공했다. 빛을 비춰 소형 GTP 결합 단백질 활성화를 막음으로써 세포를 이동시키는 돌출부를 형성하지 않도록 한 것. 반대로 빛을 끄면 단백질 활성화가 이뤄져 세포는 다시 움직인다.
연구진을 이를 활용해 세포의 일정 부위에만 빛을 비춤으로써 세포의 이동 방향을 변경하는 등 세포 움직임을 제어하는데 성공했다.
이번 연구결과는 국제 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS, IF 9.809) 온라인판에도 게재됐다.
허원도 그룹리더는 "이번 연구는 PLEKHG3가 세포를 움직이게 하는 핵심 단백질임을 밝히고, 광유전학 기술로 세포의 이동을 자유롭게 제어한 데 의의가 있다"며 "이를 바탕으로 를 바탕으로 특정 GEF 단백질과 소형 GTP 결합 단백질의 조절을 인위적으로 제어, 암 등 인간의 질병을 치료할 실마리를 찾을 것"이라고 말했다.