생명과학전공 강상원 교수 연구팀, 미토콘드리아의 숙주 세포 생존 유도 기전 밝혀
강상원
생명과학과
자연과학대학 생명과학과 강상원 교수 연구팀은 스트레스를 받은 세포의 미토콘드리아로부터 열충격 단백질 60(이하 HSP60)이 방출되어 세포의 생존을 유도한다는 신호기전을 밝혔다. 이번 논문은 신호전달분야 정상급 학술지인 <Redox Biology>(IF=11.799, 상위 7%) 온라인판에 3월 18일(금) 게재됐다.
진핵 세포(eukaryotic cell)에서 미토콘드리아는 주로 세포에 에너지(ATP)를 공급하는 에너지대사와 세포사멸(apoptosis)을 매개하는 메신저(messenger) 단백질을 방출하는 소기관으로만 알려져 있다.
강상원 교수 연구팀은 세포가 외부로부터 가벼운 스트레스를 받게 되면 세포질 내 HSP60 양이 점차 증가함을 관찰하고 이를 분석했다. 분석 결과 연구팀은 스트레스 자극에서 p38/MK2 kinase 경로가 활성화되고, 미토콘드리아 막 구조에 mitochondria fission factor(MFF)라는 단백질의 인산화를 통해 voltage-gated anion channel(VDAC) 통로가 생성되며, 이를 통해 HSP60 단백질이 세포질로 방출됨을 증명했다.
또한 세포질로 나온 HSP60는 세포생존 전사인자인 NF-κB를 조절하는 인산화 효소(IκB kinase)와 결합하고 활성화함으로서 생존에 필요한 유전자의 발현을 증가시킨다는 것 증명했다. 본 연구는 형광코어센터(KBSI 지원)의 강동민 교수와 공동연구를 통해 미토콘드리아 내에 존재하는 단백질이 세포질로 빠져 나오는 것을 실시간으로 분석했으며, 시스템생물학연구소의 이상혁 교수팀과 공동으로 전사체 분석을 진행했다.
강상원 교수는 “지금까지 스트레스를 받은 세포에서 미토콘드리아는 세포 사멸을 주도하기 위한 단백질만 방출하는 것으로 알려 있었는데, 본 연구는 처음으로 미토콘드리아가 손상된 숙주세포를 살리기 위해 단백질을 방출하여 생존신호를 활성화한다는 새로운 기능을 제시하게 되었다”고 밝혔다.
본 연구는 한국연구재단의 중견 연구자 지원 사업과 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 본 논문의 제1저자인 세포항상성연구센터 민성춘 연구교수는 한국연구재단 학문균형발전지원사업과 본교 전임연구인력지원사업의 지원을 받았다.