연세대학교 신인재 교수, 성균관대 의대 김경규 교수 공동 연구팀은 줄기세포 분화를 촉진하는 활성을 지닌 단백질과 신경세포 분화 활성을 갖는 저분자 유기화합물을 줄기세포에 연속적으로 처리하면 신경세포분화 효율 및 선택성이 획기적으로 증가한다는 연구 결과를 19일자 셀(Cell) 자매지인 ‘케미스트리 앤드 바이올로지(Chemistry & Biology)’ 온라인 판에 발표했다. 본 연구결과는 미국고등과학연맹(American Association of Advanced Science, AAAS)의 과학포탈사이트인 EurekAlert(http://www.eurekalert.org/)에 ‘Breaking News’로 보도됐다.
줄기세포는 생체내의 다양한 조직이나 세포로 분화할 수 있는 특징을 갖는 세포다. 줄기세포를 이용하면 손상 부위의 세포재생이 가능하기 때문에 심근경색이나 척추손상과 같이 치료가 어려운 난치병이나 퇴행성 질환 등을 치료하는 ‘재생의학’에 활용할 수 있다.
연세대, 성균관대 의대 공동 연구팀은 본 연구에서 줄기세포의 분화기전에 근거한 두 가지 기술을 접목하여 신경세포로의 분화효율을 높일 수 있는 새로운 기술을 개발했다.
연세대학교 신인재 교수팀은 신경세포 분화 유도 뉴로다진이나 뉴로다졸이라는 저분자 유기화합물을 줄기세포에 처리하게 되면 줄기세포가 선택적으로 신경세포로 분화시킬 수 있다는 사실을 2014년에 보고한 바 있다.
성균관대 의대 연구팀은 줄기세포 상태를 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 전사인자들의 기능을 SKP라는 이름의 단백질을 이용해 억제하게 되면 줄기세포의 분화를 촉진해 결과적으로 초기 분화 효율이 높아진다는 사실을 발견하여 2014년에 미국 학술원회보에 발표한 바 있다,
본 연구에서는 두 가지 분화기술을 접목하게 되면 보다 효율적인 분화기술을 개발할 수 있다는 사실을 증명함으로써 분화 연구에 새로운 패러다임을 제시했다.
이 연구팀은 이와 같이 분화기술을 접목해 분화 효율을 높이는 방법을 심장근육세포와 같이 난치병 치료에 필수적인 다른 세포분화에 응용함으로써 그 응용범위를 넓힐 계획이다.
한편 본 연구에는 신인재, 김경규 교수 외에 연세대학교 정은지 교수, 데바시스 핼더 연구원, 장경은 연구원이, 성균관대학교 데보요티 데 연구원(Debojyoti De)이 공동연구원으로 참여했다.
이번 연구는 미래창조과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 창의적연구사업, 해외우수신진연구자 유치사업, 그리고 시스템합성농생명공학사업단(농업진흥청, 차세대바이오그린)의 연구비 지원을 받아 수행됐다.
◆용어설명
-SKP : 대장균에서 유래한 세포내 단백질 폴딩을 조절하는 단백질로 알려져 있을 뿐 아니라, 줄기세포 조절 전사인자의 하나인 Sox2와 강하게 결합한다는 사실이 알려져 있음.
-전사인자(transcription factor) : DNA에 가지고 있는 유전정보를 mRNA로 옮기는 전사과정을 조절하는 단백질
-줄기세포 : 생체내의 다양한 조직이나 세포로 분화할 수 있는 특징을 갖는 세포
-다능줄기세포(Pluripotent stem cell) : 생체내 모든 세포로 분화가 가능한 줄기세포
-재생의학(regenerative medicine) : 인간의 세포와 조직, 장기를 대체하거나 재생시켜서 원래의 기능을 할 수 있도록 복원시키는 의학 분야
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김민아 기자
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