인지질 스크램블링 조절의 핵심, 새로운 단백질 복합체 발견
세포막 안정성을 유지하는 인지질의 역할
우리 몸의 세포는 외부 환경으로부터 자신을 보호하고 내부 환경을 일정하게 유지하기 위해 세포막이라는 구조를 갖고 있다. 이 세포막은 인지질이라는 지방 성분으로 구성되어 있으며, 안쪽과 바깥쪽에 비대칭적으로 분포해 기능을 수행한다.
하지만 세포 신호 변화나 외부 자극이 있을 땐, 인지질의 분포를 빠르게 바꾸는 과정이 필요해진다.
생명 유지에 핵심인 ‘인지질 스크램블링’
인지질 스크램블링은 인지질의 비대칭적 분포가 무너지며 양쪽으로 뒤섞이는 현상을 말한다.
이 현상은 특히 혈액 응고나 손상된 세포 제거, 면역 반응 등 생명 유지에 필수적인 과정에서 중요한 역할을 한다. 예컨대 혈소판이 활성화되며 혈액 응고가 일어나는 과정에도 스크램블링이 관여한다.
Tmem63b와 Slc19a2, 새로운 스크램블링 조절자
핵심 단백질 복합체의 발견
연구진은 칼슘 유입에 반응하여 작동하는 새로운 단백질 복합체를 발견했다. 바로 Tmem63b 이온 채널과 Slc19a2 비타민 B1 수송체이다.
이 두 단백질은 함께 작동하며, 세포 내로 칼슘이 들어올 때 인지질 스크램블링을 빠르게 유도하는 것으로 밝혀졌다.
유전적 결손과 질병의 연관성
Tmem63b 유전자가 없으면 칼슘이 들어와도 스크램블링이 일어나지 않는다. 반대로 이 유전자에 돌연변이가 있을 경우, 칼슘 없이도 비정상적으로 스크램블링이 과도하게 진행되었다.
이는 간질, 빈혈 등 질환과의 연관성을 시사하며, 유전자 이상이 특정 질병의 원인이 될 수 있음을 보여준다.
Kcnn4 채널과 세포막 장력의 기여
• Kcnn4는 칼슘에 활성화되는 칼륨 채널로, 세포에서 칼륨 이온이 빠져나갈 때 작동한다.
• Slc19a2 또는 Kcnn4가 제거된 경우, 인지질 스크램블링의 강도가 현저히 감소하였다.
• 이는 세 단백질 Tmem63b, Slc19a2, Kcnn4가 복합적으로 스크램블링을 조절한다는 증거다.
세포막의 장력 변화도 스크램블링 조절에 핵심 역할을 한다. 칼슘 유입과 칼륨 유출이 세포 수축을 유도해 세포막의 장력을 변화시키고, 이 변화가 복합체의 활성화를 촉진한다는 점도 함께 밝혀졌다.
생명현상과 질병 치료의 접점 마련
이번 연구는 인지질 스크램블링에 작용하는 새로운 단백질들이 서로 다른 구조로 복합체를 이룬다는 점에서 기존의 연구와 차별된다. 기존에는 동일한 단백질이 쌍을 이루어 작동한다고 알려졌지만, 이 연구는 이종 단백질이 하나의 기능적 유닛을 이룰 수 있음을 보여준다.
무엇보다 인지질 스크램블링 이상과 연관된 신경계 질환이나 혈액 질환의 원인을 분자 수준에서 이해할 수 있는 길이 열렸다.
간질과 빈혈, 새로운 치료 가능성 제시
인지질 스크램블링의 과다 혹은 결핍은 간질이나 빈혈 같은 질환에 영향을 미칠 수 있다. 이번 연구에서 밝혀진 복합체의 작동 원리는 이러한 질환의 분자적 기전을 설명하고, 새로운 치료의 타겟으로 활용될 수 있다.
Tmem63b 또는 Slc19a2 단백질을 표적으로 하는 접근은 향후 맞춤형 치료제로 개발될 가능성도 있다. 건강기능식품 또는 약물의 형태로 응용될 수 있을 만큼, 생체 조절 메커니즘에 밀접한 연관이 있는 발견이다.
이처럼 세포막 구조와 관련된 작은 단백질 변화 하나가 우리 몸 전체에 미치는 영향은 매우 크다. 이번 연구 결과는 분자생물학적 이해를 넘어 실제 질병 치료에 응용될 수 있는 실마리를 제시하며, 향후 생의학 및 제약 연구에 폭넓은 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
출처 : 원문 보러가기
