KAIST(총장 신성철)는 박희성 화학과 교수 연구팀이 박찬배 아주대 의과대학 교수와 공동 연구를 통해 동물 모델에서 단백질의 아세틸화 변형을 조절하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 

세포에서 만들어지는 2만여종의 단백질은 생합성 이후 인산화, 아세틸화, 당화 등 200여종의 다양한 변형이 발생한다. 세포 내 단백질은 다양한 변형을 통해 기능과 활성이 조절되며 이런 변형은 생체 내에서 세포 신호 전달, 성장 등 몸의 정상적인 신진대사 활동을 조절하는 중요한 역할을 한다. 

하지만 유전적·환경적 요인으로 인해 단백질 변형이 비성장적으로 일어나면 세포의 신호 전달, 대사 활동 등이 손상돼 암·치매·당뇨 등 다양한 중증 질환을 유발시킨다. 

기존에는 이런 비정상적 단백질 변형을 동물 모델에서 인위적으로 유발시키고 제어하는 기술이 존재하지 않아 질병의 원인 규명과 신약 개발 연구 등에 어려움이 있었다. 

이후 연구팀은 기존 연구를 더 발전시켜 각종 암과 치매 등의 이유가 되는 퇴행성 신경질환의 원인인 비정상적인 단백질 아세틸화를 동물 모델에서 직접 구현하는 기술을 개발했다. 

연구팀은 이 기술을 바탕으로 실험용 쥐의 특정한 발달 단계나 시기에 표적 단백질의 특정 위치에서 아세틸화 변형을 조절할 수 있음을 밝혀냈다. 

또 다른 조직에 영향을 주지 않고 간이나 콩팥 등 특정 조직이나 기관에서만 표적 단백질의 아세틸화 변형 제어가 가능함도 확인했다.  
박희성 교수는 "암과 치매 등 단백질의 비정상적 변형으로 발생하는 각종 질병의 바이오마커 발굴 등 질병 원인 규명 연구의 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대한다"며 "실용화되면 지금까지 실현이 어려웠던 다양한 질병에 대한 실질적 동물 모델을 제조할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 

이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프런티어사업과 지능형 바이오시스템 설계 및 합성연구단, 식약처의 미래 맞춤형 모델동물개발 연구사업단의 지원을 받아 수행했으며, 연구결과는 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 21일자 온라인판에 실렸다.