미토콘드리아 부산물로 '병원균' 감염 제어한다

미토콘드리아 부산물을 통해 병원균의 저항성을 강화하는 과정을 나타낸 모식도. KAIST

국내 연구진이 '세포 속 발전소'라 불리는 미토콘드리아의 부산물을 활용해 병원체에 저항하는 방법을 찾았다. 

KAIST는 이승재 생명과학과 교수 연구팀이 미토콘드리아의 부산물을 활용해 병원체 저항성을 제어하는 방법을 찾았다고 10일 밝혔다. 

연구팀은 사람과 유전자가 흡사한 선충류의 하나인 예쁜꼬마선충과 인간 세포를 활용했다. 미토콘드리아의 TCA 회로를 구성하는 효소인 아코니타제-2를 억제하자, 개체 내 옥살아세트산 농도가 감소하면서 병원균 저항성이 강화된다는 사실이 밝혀졌다. 

TCA 회로는 미토콘드리아 안에서 포도당, 지방산, 아미노산 등 세포의 주요 에너지원을 분해해 에너지를 만든다. 이 과정에서 각종 부산물도 생긴다. 아코니타제-2는 생성된 부산물 중 하나로, 미토콘드리아 기능에 필수적인 효소다. 

아코니타제-2를 억제하면 암을 포함한 심각한 질환을 유발하기도 한다. 연구진은 이를 적절히 억제할 경우 옥살아세트산이 미토콘드리아 미접힘 단백질 반응을 활성화해 오히려 병원균에 대한 저항성이 강화된다는 사실을 알아냈다. 인간 세포를 이용한 실험에서도 같은 현상이 나타났다. 

연구진은 "미토콘드리아가 에너지를 형성할 뿐 아니라 그 과정에서 생기는 부산물로 병원균 저항성을 조절할 수 있다는 사실을 밝혔다"며 "완전히 새로운 방법으로 세포 면역을 조절할 수 있다"고 연구의 의의를 설명했다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난달 22일 공개됐다.

연구를 주도한 이승재 KAIST 생명과학과 교수. KAIST

[박건희 기자 wissen@donga.com]