KAIST 연구진이 다양한 암 발생, 암 전이 현상, 줄기세포 조직 분화와 발생, 신경 세포 활성화 등을 일으키는 유전자 발현 조절 단백질의 핵심 유전자 발현 네트워크를 발견했다.

KAIST는 생명과학과 김세윤·이광록·조원기 교수 공동연구팀이 동물 세포의 유전자 발현을 조절하는 핵심적인 원리를 규명했다고 22일 밝혔다.

연구팀은 이노시톨 대사 시스템의 핵심 효소 IPMK(inositol polyphosphate multikinase) 단백질이 동물 세포의 핵심 유전자 발현 네트워크에서 중요한 전사 활성화 인자로 작용한다는 사실을 발견했다.

이노시톨은 포도당과 유사한 영양소로 알려져 있으며, 진핵 세포의 신호전달 시스템에 중요한 역할을 하는 이차 신호전달 물질로 작용한다.

IPMK 단백질은 유전자 발현을 직접적으로 조절하는 기능을 가진 효소다.

특히 IPMK 효소는 동물 세포의 대표적인 전사 인자(transcription factor)인 혈청 반응 인자(serum response factor)에 의한 유전자 전사 과정에서 중요한 역할을 한다고 알려져 있었지만, 작용 기전에 대해서는 밝혀지지 않았었다.

SRF 전사 인자는 최소 200~300개의 유전자 발현을 직접적으로 조절하는 단백질이다.

또 동물 세포의 성장과 증식, 세포 사멸, 세포 이동성 등을 조절하며, 심장과 같은 장기 발생에 필수적이다.

연구팀은 IPMK 단백질이 SRF 전사 인자와 직접 결합하고 이를 통해 SRF의 3차원적 단백질 구조를 변화시킨다는 것을 밝혔다.

연구팀은 IPMK 효소에 의해 활성화된 SRF 전사 인자를 통해 다양한 유전자들의 전사 과정이 촉진된다는 것을 밝혔다.

이를 통해 연구팀은 IPMK 단백질이 SRF 전사 인자의 단백질 활성을 높이는 데 필수적임을 규명했다.

김세윤 교수는 "이번 연구는 핵심 메커니즘을 제시한 중요한 발견"이라며 "혁신적인 치료 기술 개발 등에 폭넓게 활용되기를 바란다"고 말했다.