[굿모닝충청 김지현 기자] KAIST는 의과학대학원 서재명 교수 연구팀이 서울대학교 화학부 이현우 교수·생명과학부 김종서 교수 연구팀과 공동연구를 통해 생체 내 조직 특이적 분비 단백질 표지 기법을 개발했다고 13일 밝혔다.
공동연구팀은 근접 표지 효소를 활용해 생쥐의 혈장 내에서 특정 조직이 분비하는 단백질을 분리하는 기법을 개발했다. 체내 표지 기법은 지금까지 체외 세포주 실험의 한계를 뛰어넘어 질병과 관련된 바이오마커 및 치료 표적 발굴에 적용될 것으로 기대가 모아진다.
KAIST 의과학대학원 김광은 석박사통합과정, 서울대학교 화학부 박이삭 석박사통합과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 9월 1일 자 온라인판에 출판됐다.
분비 단백질은 세포 및 조직 간 신호 전달을 매개해 생리학적 기능을 조절하는 주요 인자이자 질병 치료제의 주요 표적으로 활용되고 있어, 관련 연구가 생물학적·의학적 중요 의미를 갖는다.
그러나 현재까지 대부분의 분비 단백질 연구는 세포주 배양 수준에서 배양 상층액을 분석하는 것으로, 체외 세포 배양은 체내 생리학적 환경을 충분히 반영하지 못한다는 한계가 있었다.
이를 극복하기 위해서는 체내 특정 조직이 혈액으로 분비하는 단백질을 연구해야 하는데, 체내 혈액에는 수천 종의 단백질이 혼합돼있어 특정 조직이 분비하는 단백질만을 분리하는 기법이 요구됐었다.
이 같은 문제를 해결하기 위해 공동연구팀은 근접 표지 효소를 활용해 소포체 내강을 통하는 분비 단백질을 바이오틴으로 표지했다. 표지된 단백질을 스트렙타비딘을 이용해 검출·분리할 수 있었다.
연구팀은 효소를 생쥐의 간에 전달 후 바이오틴을 투여했으며, 그 결과 혈장 간 유래 분비 단백질만을 검출할 수 있었다. 또 생채 내 간 유래 분비 단백질은 세포 배양을 통한 간 세포주의 분비 단백질과는 확연한 차이가 있음을 확인했다.
아울러 연구팀은 이 기법을 질병 모델에서 검증하기 위해 인슐린 저항성 생쥐 모델에 적용, 인슐린 저항성과 관련이 있는 것으로 보고된 단백질들을 성공적으로 검출할 수 있었다.
추후 이 기법을 체내 다양한 조직에 적용하거나 질환 모델과 결합해 질병의 진행 과정과 관련된 단백질을 검출할 수 있을 것이라는 게 연구팀의 예상이다.
공동 제1 저자인 김광은 석박사통합과정은 "체내에서 간이 분비하는 단백질들은 세포주의 결과와는 크게 달랐고, 이는 기존 세포주를 이용한 분비 단백질 연구의 한계와 그 한계를 극복할 수 있는 이번 기법의 차별성을 보여주는 결과다ˮ라며 "체내 생리학적 상태를 더 온전하게 반영할 수 있는 바이오마커 및 치료 표적 발굴에 활용될 수 있을 것ˮ이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단, KAIST 중점연구소(융합연구단), 기초과학연구원의 지원을 받아 수행됐다.
