AMPK 효소 항암기능 새롭게 규명
영양분 대사조절 '에너지 센서'
비만ㆍ당뇨 관련 유전자로 주목
세포구조ㆍ종양형성에 영향 밝혀
코페르니쿠스적 발상 해외 칭송
자동차를 운행하기 위해서는 연료가 필요하듯이 우리 몸 역시 제 기능을 하기 위해서는 에너지 섭취가 필수적이다. 우리 몸에는 에너지가 떨어지는 것을 감지하는 AMPK(AMP-activated kinase)라는 유전자가 있다. 이 유전자는 세포 내 에너지가 부족할 경우 증가하는 AMP라는 물질을 인식해 활성을 증가시키는 인산화 효소(단백질)의 일종이다.
AMPK는 다른 여러 대사 관련 효소들을 직접 인산화 시켜 그들의 활성을 조절함으로써 세포 내 에너지 밸런스 및 영양분 대사조절에 중추적인 역할을 한다. 이른바 `에너지 센서역할'을 한다고 볼 수 있다.
그동안 AMPK는 비만, 당뇨 관련 대사 질환의 치료제 개발 표적 유전자로 주목을 받아왔고 그간 AMPK의 기능을 규명하기 위한 연구도 활발하게 진행돼 온 상황이다.
실제로 AMPK를 활성화하는 메트포르민이라는 약은 강력한 혈당강하 작용이 있어 제2형 당뇨병 치료제로 널리 사용되고 있으며 노화를 억제하는 것으로 알려진 레스베라트롤 역시 AMPK 활성을 증가시켜 주는 역할을 해 의약품으로 활용되고 있다.
그러나 비만, 당뇨 관련 유전자로 알려져 왔던 AMPK가 세포구조와 종양형성에 영향을 미친다는 새로운 연구결과가 나와 학계의 관심을 끌고 있다. 벌써부터 학계에서는 이같은 연구결과가 코페르니쿠스적 발상에 걸맞는 것으로 칭송을 아끼지 않고 있다. 이를 반영하듯 네이처는 속보판으로 이 논문을 8일자에 게재했다.
이 연구를 주도해 온 과학자는 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 정종경 교수로 (주)제넥셀과 충남대 의대, 한국기초과학지원연구원과 협력해 AMPK가 완전히 상실된 모델동물을 처음으로 만들어 그동안 베일에 가려져 있던 AMPK의 새로운 생체기능을 찾는데 성공했다.
정 교수는 초파리 모델동물과 인간 대장암 세포를 이용한 연구를 통해 AMPK가 항암단백질인 LKB1의 신호를 받아 세포 골격을 이루는 액틴 미세섬유를 조절하는 사실을 밝혀낸 것이다.
그는 "인간과 모든 생물에는 2개의 AMPK가 존재하나 2개가 완전히 결손된 모델동물을 제작, 활용해 AMPK 기능을 규명한 것은 이번이 처음 있는 일"이라면서 "AMPK가 정상적인 세포구조 유지와 염색체 개수 유지에 중요한 역할을 하면서 항암 관련 유전자로 활용될 가능성도 갖고 있다는 점을 밝혀냈다는 점에서 연구의 의미를 찾을 수 있다"고 설명했다.
실제로 정 교수는 대장암 세포에서 AMPK의 활성을 인위적으로 증가시키면 암세포의 비정상적인 구조가 정상적으로 변화하게 됐다는 것을 확인했다. 이로써 AMPK의 활성조절을 통해 일부 암의 치료 및 예방이 가능하다는 점을 보여줬다.
이 연구결과가 주목을 끄는 것은 바로 당뇨와 비만 관련 신약표적으로 많이 연구돼 오던 AMPK가 암 치료의 표적물질로 새롭게 증명됐다는 점이다. 이에 따라 이미 개발됐거나 현재 개발중인 AMPK 활성화 약물들을 항암제로써 활용할 수 있는 이론적 근거를 마련할 수 있게 됐다.
정 교수는 "AMPK 유전자가 완전히 결손된 모델동물을 처음으로 확보함에 따라 앞으로 AMPK와 관련된 질환인 암, 당뇨, 비만 등에 대한 보다 효과적인 연구를 수행할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
영양분 대사조절 '에너지 센서'
비만ㆍ당뇨 관련 유전자로 주목
세포구조ㆍ종양형성에 영향 밝혀
코페르니쿠스적 발상 해외 칭송
자동차를 운행하기 위해서는 연료가 필요하듯이 우리 몸 역시 제 기능을 하기 위해서는 에너지 섭취가 필수적이다. 우리 몸에는 에너지가 떨어지는 것을 감지하는 AMPK(AMP-activated kinase)라는 유전자가 있다. 이 유전자는 세포 내 에너지가 부족할 경우 증가하는 AMP라는 물질을 인식해 활성을 증가시키는 인산화 효소(단백질)의 일종이다.
AMPK는 다른 여러 대사 관련 효소들을 직접 인산화 시켜 그들의 활성을 조절함으로써 세포 내 에너지 밸런스 및 영양분 대사조절에 중추적인 역할을 한다. 이른바 `에너지 센서역할'을 한다고 볼 수 있다.
그동안 AMPK는 비만, 당뇨 관련 대사 질환의 치료제 개발 표적 유전자로 주목을 받아왔고 그간 AMPK의 기능을 규명하기 위한 연구도 활발하게 진행돼 온 상황이다.
실제로 AMPK를 활성화하는 메트포르민이라는 약은 강력한 혈당강하 작용이 있어 제2형 당뇨병 치료제로 널리 사용되고 있으며 노화를 억제하는 것으로 알려진 레스베라트롤 역시 AMPK 활성을 증가시켜 주는 역할을 해 의약품으로 활용되고 있다.
그러나 비만, 당뇨 관련 유전자로 알려져 왔던 AMPK가 세포구조와 종양형성에 영향을 미친다는 새로운 연구결과가 나와 학계의 관심을 끌고 있다. 벌써부터 학계에서는 이같은 연구결과가 코페르니쿠스적 발상에 걸맞는 것으로 칭송을 아끼지 않고 있다. 이를 반영하듯 네이처는 속보판으로 이 논문을 8일자에 게재했다.
이 연구를 주도해 온 과학자는 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 정종경 교수로 (주)제넥셀과 충남대 의대, 한국기초과학지원연구원과 협력해 AMPK가 완전히 상실된 모델동물을 처음으로 만들어 그동안 베일에 가려져 있던 AMPK의 새로운 생체기능을 찾는데 성공했다.
정 교수는 초파리 모델동물과 인간 대장암 세포를 이용한 연구를 통해 AMPK가 항암단백질인 LKB1의 신호를 받아 세포 골격을 이루는 액틴 미세섬유를 조절하는 사실을 밝혀낸 것이다.
그는 "인간과 모든 생물에는 2개의 AMPK가 존재하나 2개가 완전히 결손된 모델동물을 제작, 활용해 AMPK 기능을 규명한 것은 이번이 처음 있는 일"이라면서 "AMPK가 정상적인 세포구조 유지와 염색체 개수 유지에 중요한 역할을 하면서 항암 관련 유전자로 활용될 가능성도 갖고 있다는 점을 밝혀냈다는 점에서 연구의 의미를 찾을 수 있다"고 설명했다.
실제로 정 교수는 대장암 세포에서 AMPK의 활성을 인위적으로 증가시키면 암세포의 비정상적인 구조가 정상적으로 변화하게 됐다는 것을 확인했다. 이로써 AMPK의 활성조절을 통해 일부 암의 치료 및 예방이 가능하다는 점을 보여줬다.
이 연구결과가 주목을 끄는 것은 바로 당뇨와 비만 관련 신약표적으로 많이 연구돼 오던 AMPK가 암 치료의 표적물질로 새롭게 증명됐다는 점이다. 이에 따라 이미 개발됐거나 현재 개발중인 AMPK 활성화 약물들을 항암제로써 활용할 수 있는 이론적 근거를 마련할 수 있게 됐다.
정 교수는 "AMPK 유전자가 완전히 결손된 모델동물을 처음으로 확보함에 따라 앞으로 AMPK와 관련된 질환인 암, 당뇨, 비만 등에 대한 보다 효과적인 연구를 수행할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
