펠로타 단백질의 노화 조절 역할 규명 연구[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
KAIST·생명연·연세대, ‘펠로타 단백질’의 노화 조절 기능 밝혀
한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 이승재 교수와 연세대 서진수 교수, 한국생명공학연구원 이광표 박사 공동 연구팀이 리보솜의 품질을 관리하는 ‘펠로타'(PELOTA) 단백질이 노화 속도를 늦추는 역할을 한다는 것을 확인했다고 18일 밝혔다.
mRNA(메신저 리보핵산·전령RNA)는 세포 내 유전정보인 데옥시리보핵산(DNA)으로부터 단백질을 번역해 세포질 속 단백질 공장인 리보솜에 전달한다. 펠로타 단백질은 이 과정에서 비정상적인 mRNA를 제거함으로써 리보솜의 품질을 관리한다.
그동안 RNA, 특히 mRNA는 단백질 합성을 위한 중간 산물에 불과하다는 인식이 강했다.
DNA보다 불안정하고 수명이 짧아 정량적 분석이나 장기적 추적 연구가 쉽지 않았다.
연구팀은 사람과 유전 정보 특성이 닮아 실험동물로 널리 활용되는 ‘예쁜꼬마선충'(몸길이 1㎜ 정도의 선충류)을 활용해 RNA 수준에서 펠로타 단백질의 기능을 밝혔다.
펠로타는 세포 내 신호전달과 단백질 합성을 조절하는 ‘엠토르'(mTOR) 경로와 자가포식(세포가 자신의 일부를 분해하는 과정)을 조절함으로써 수명 연장에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.
펠로타가 결핍되면 엠토르가 비정상으로 활성화되고 자가포식 기능이 억제돼 노화가 촉진되는 반면 펠로타를 활성화하면 엠토르 억제와 자가포식 유도를 통해 세포 항상성을 유지함으로써 수명 연장에 기여한다고 연구팀은 설명했다.
이승재 교수는 “지금까지 DNA와 단백질 수준에서의 품질 관리와 노화의 연관성은 잘 알려져 있었지만 RNA 수준의 품질 관리 시스템이 수명 조절에 기능적으로 관여한다는 증거는 매우 드물었다”며 “이번 연구를 통해 인간 노화와 퇴행성 뇌 질환에 대한 치료 전략을 세우는 데 기여할 것”이라고 말했다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘PNAS’ 지난 4일 자에 실렸다.