국내 연구진이 무척추동물에서 척추동물로의 발생 수수께기를 밝히는데 근거가 될 새로운 단백질 합성 조절 기전을 세계 최초로 규명했다.

차세대융합기술연구원 김성훈 교수 연구팀과 한국생명공학연구원 김명희 박사 연구팀은 25일 공동연구를 통해 척추동물에서만 작동하는 새로운 단백질 합성 개시 복합체의 구조와 기능을 규명했다고 밝혔다.

인간을 포함한 척추동물은 무척추동물과 비교하면 생명유지를 위해 복잡한 체계의 혈관, 신경, 면역 시스템 등이 발달됐다.

척추동물은 고도로 발단된 시스템 형성에 있어 필요한 단백질들이 무척추동물과 달리 정확하고 정교하게 합성돼야 하는데 어떤 방식으로 단백질 합성이 작동·조절되는지 알려지지 않았다.

연구팀은 이번 연구를 통해 TRS(Threonyl-tRNA synthetase)효소가 척추동물의 혈관이나 신경계 등의 형성에 필요한 유전자들이 단백질로 합성되는데 특이적으로 작동하는 단백질 합성 개시 복합체(Translation initiation machinery)를 구성하는 것을 발견했다.

이는 척추동물의 TRS가 무척추동물의 TRS와 달리 진화하는 과정을 통해 부가적인 부위를 획득했고, 획득한 부위를 매개로 단백질 합성을 개시하는데 필요한 단백질 인자들을 선택적으로 결합해 합성 개시 복합체를 형성한다.

형성된 복합체는 척추동물로 발달하는 과정에서 필요한 혈관 형성 등에 사용되는 단백질들을 합성하는 기전으로 규명됐다.

이번 연구결과는 세계적 학술지인 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 22일 온라인 판에도 게재됐다.

김성훈 교수와 김명희 박사는 “TRS가 매개하는 새로운 단백질 합성 조절 기전의 발견은 척추동물의 발생 기원에 관한 단서 제공 및 인체의 혈관, 신경, 면역 이상으로 발생하는 질병의 치료에도 중요한 단서를 제공할 수 있다”고 밝혔다.

/임하연기자 lft13@