박상철, 이영삼 교수팀, 리소좀 활성화 유도 통해

[베리타스알파=최예린 기자] DGIST는 뉴바이올로지전공 박상철 석좌교수와 이영삼 교수 연구팀이 가역적 노화 회복을 유도할 수 있는 약물을 발굴하고, 이 약물을 활용한 노화 회복 메커니즘을 규명했다고 28일 밝혔다.

노화는 나이가 듦에 따라 세포의 분열과 성장 능력이 저하되는 현상으로 생체 기능 저하와 노인성 질환의 원인으로 작용한다. 노화의 억제와 회복은 인간의 본능적 욕구로 노화를 제어하는 물질을 발굴하고 노화 작용 메커니즘을 분석하는 일은 생물학계가 풀어야 할 과제다.

박 석좌교수, 이 교수 연구팀은 노화는 회복될 수 없다는 기존 학계의 ‘노화의 비가역성’ 패러다임을 전환하고 가역적으로 노화를 회복시킬 수 있는 연구를 수행해왔다.

연구팀은 노화의 가역적 회복을 위해 노화를 제어할 수 있는 인자를 찾고, 세포분열 능력을 회복시킬 수 있는 약물의 발굴을 시도했다. 그 결과 KU-60019(인산화 효소 가운데 하나인 ATM 단백질의 활성 저해제) 약물이 리소좀 기능 활성화, 세포 증식 유도 등을 통해 노화세포의 기능을 회복시킨다는 사실을 확인했다.

세포 내 단백질, 지질 등과 같은 생체 고분자를 분해하고 오토파지를 담당하는 세포 내 소기관인 리소좀의 기능 저하는 세포 내에서 제거돼야 할 생체 고분자를 축적하고, 제 기능을 수행하지 못하는 미토콘드리아의 불완전한 제거 등 물질 대사의 불안정성을 야기해 세포 노화를 유발한다.

연구팀은 세포 노화가 진행될 때, 리소좀 활성 조절에 관여하는 vacuolar ATPase(v-ATPase) 단백질이 ATM 단백질에 의해 인산화가 진행되고, v-ATPase를 구성하는 단위체 간의 결합력이 약화돼 결과적으로 리소좀의 기능이 떨어진다는 사실을 세계 최초로 확인했다.

KU-60019 약물에 의한 ATM 단백질 활성화 조절이 v-ATPase의 인산화 감소를 유도하고, 이를 통해 리소좀의 오토파지 기능 /미토콘드리아의 기능 회복을 유도할 뿐만 아니라 노화 동물 모델에서 상처 회복을 촉진시키는 등 노화의 가역적 회복이 가능함도 증명했다.

DGIST 뉴바이올로지전공 박 석좌교수는 “리소좀 기능 저하의 억제와 회복을 통한 노화세포의 가역적 회복이 가능하다는 메커니즘을 규명한 것이 이번 연구의 의의다”며 “향후 노화 동물 모델을 통한 효능과 안전성 검증 등을 통해 인간의 건강수명을 연장할 수 있는 연구를 지속적으로 수행하겠다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 화학생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미컬 바이올로지’ 28일자 온라인 판에 게재됐다.

좌 박상철 석좌교수, 우 이영삼 교수. /사진=DGIST 제공

 

 
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