KAIST 박희성 교수팀… 질병 원인 규명에 필요한 선행기술

국내 연구진이 인체에 암을 유발하는 ‘인산((燐酸)화 단백질’을 실험실에서 인공적으로 만드는 데 성공했다. 세계 최초다. 암을 비롯한 각종 질병의 원인을 찾거나 신약을 개발하는 데 반드시 필요한 선행기술로 학계의 주목을 받고 있다.

한국과학기술원(KAIST)의 박희성 교수 연구팀은 25일 “디터 솔 예일대 교수 연구팀과 함께 세균 내 단백질 합성 인자들을 재설계하는 방법으로 ‘맞춤형’ 인산화 단백질을 생산했다.”고 밝혔다. 연구 성과는 생명과학분야 권위지 ‘사이언스’ 26일 자에 게재됐다.

세포 속 단백질을 구성하는 아미노산 사슬에 인산 분자가 붙은 경우를 일컫는 단백질 인산화는 세포 내 신호전달과 세포의 생장·분열·사멸을 조절하고 결정하는 역할을 한다. 인산화 과정에서 인산화 단백질에 돌연변이가 발생하면 세포가 무한정 분열해 암을 포함한 각종 질병을 일으킨다.

인산화 단백질은 1960년대 발견됐지만 지금까지 인위적으로 인산화 단백질을 만드는 것은 고사하고 인산화 과정에 대한 체계적인 연구조차 이뤄지지 않았다. 인산화가 관찰이 힘들 만큼 짧은 시간 동안 이뤄지고, 형태 역시 셀 수 없을 만큼 다양하기 때문이다.

박 교수팀은 인산화 단백질 생산에 연쇄 인산화 반응이 일어나지 않는 세균 세포를 이용했다. 세균 속에 있는 20가지 종류의 아미노산에 인산 분자를 가진 아미노산을 인위적으로 추가하는 방식으로 ‘인산화 단백질’을 만드는 기술을 확보했다.

이어 이 기술을 활용, 실제 암을 유발하는 단백질로 알려진 ‘MEK1’ 인산화 단백질도 만들어냈다. 특히 이 과정에서 박 교수팀은 자체적으로 개발한 ‘단백질 설계 기술’을 사용했다.

박 교수는 “이번 연구로 단백질 인산화 조절과 인산화 단백질의 대량생산이 가능해졌다.”면서 “암을 포함한 각종 질병의 원인 규명과 차세대 암치료제 개발연구가 체계적이고 실질적으로 이뤄질 것”이라고 말했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr