생명연-KAIST, 갈색지방 열 생성 관여 신규 단백질 규명

비만 등 대사성 질환 치료 활용 기대

LETMD1 단백질이 갈색지방에서 특이적으로 발현함을 확인.(생명공학연구원 제공)/뉴스1

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 갈색지방 열 생성에 관여하는 신규 단백질을 규명했다.

이를 통해 향후 열 생성을 통한 에너지 소모를 촉진하게 해 비만 등 대사성 질환 치료에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원은 대사제어연구센터 김원곤·배광희 박사와 한국과학기술원(KAIST) 서재명 교수 공동연구팀이 갈색지방의 열 생성을 제어하는 새로운 단백질을 규명하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

갈색지방조직은 지방 저장 기능을 가진 백색지방조직과 다르게 지방을 연소시켜 체온을 유지하고 추위를 견디게 하는 작용을 한다.

추위에 노출되면 인체는 골격근이 수축·이완하며 열을 만들어 내지만 이것만으로는 체온 유지가 어려워 골격근, 내장근, 갈색지방조직 등이 추가로 열을 발생시키며 체온을 유지해 나간다.

이 때문에 갈색지방조직은 겨울잠을 자는 동물에서 풍부하게 나타나며 인간은 신생아 때는 많다가 성인이 되면 사라지는 것으로 알려졌다.

또 최근 연구 결과에 따르면 성인이 돼도 일부 남아있는 것으로 나타났다.

갈색지방조직은 나이나 대사적 활성 특히, 비만과 반비례 관계인 것으로 나타나 비만이나 대사질환 제어의 새로운 타겟으로 떠오르고 있지만 열 생성을 통한 에너지 소모에 관한 연구가 부족한 실정이다.

이에 연구팀은 LETMD1 단백질이 에너지를 열로 전환하는 조절인자라는 사실을 새롭게 밝혀냈다.

LETMD1 단백질은 다양한 암세포에서 많이 발견돼 종양 억제와 관련된 유전자로 알려져 있다.

연구팀은 유전자 발현 분석 결과와 단백체 분석 결과를 기반으로 LETMD1 단백질이 갈색지방조직의 발달 과정에서 선택적으로 발현하고 있다는 사실을 발견했다.

또 이에 착안해 LETMD1 단백질을 제거한 마우스를 추위에 노출시킨 후 기존 갈색지방조직의 열 생성 유전자로 알려진 UCP1의 발현이 억제되면서 체온과 호흡을 유지하지 못한다는 결과를 얻었다.

이는 LETMD1이 UCP1보다 상위에서 열 생성에 관여함을 최초로 규명한 것이다.

연구팀은 LETMD1 단백질이 갈색지방 내 미토콘드리아 기질에 위치한다는 사실도 알아냈다.

그간 LETMD1 단백질은 미토콘드리아 외막에 위치하는 것으로 알려졌으나, 이번 연구에서 근접 표지 효소를 이용해 분석한 결과 미토콘드리아 기질에 위치하는 것이 확인됐다.

김원곤 생명연 박사./뉴스1

김원곤 박사는 “착한 지방인 갈색지방조직의 열 생성 조절인자로 널리 알려진 UCP1보다 LETMD1 단백질이 상위에서 작용함을 최초로 밝혀냈다"며 "“향후 LETMD1 단백질 제어를 통해 비만과 같은 대사성 질환의 치료와 예방 연구에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

박안나 박사(제1 저자)는 “LETMD1 단백질의 기능과 미토콘드리아 내 새로운 위치가 확인된 만큼 관련 분야의 중요한 과학적 기초자료로 사용될 것으로 기대한다"고 했다.

이번 연구 성과는 바이오 분야의 세계적인 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 온라인에 지난달 23일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr