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갈색지방 열 생성에 관여하는 신규 단백질 규명
구분 : 연구성과
작성자 : 전효은
작성일 : 2023-07-26
조회수 : 508
갈색지방 열 생성에 관여하는 신규 단백질 규명
- LETMD1 단백질의 갈색지방 열 생성 제어 기전을 새롭게 규명…단백질 위치도 밝혀내
- 열 생성을 통해 에너지 소모를 촉진시켜 비만 등 대사성 질환 치료에 활용 기대

□ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 대사제어연구센터 김원곤‧배광희 박사와 카이스트 서재명 교수 공동연구팀이 갈색지방의 열 생성을 제어하는 새로운 단백질을 규명하는 데 성공했다고 밝혔다.

 ㅇ 이를 통해 향후 열 생성을 통한 에너지 소모를 촉진하게 해 비만 등 대사성 질환 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

□ 갈색지방조직은 지방 저장 기능을 가진 백색지방조직과 다르게 지방을 연소시켜 체온을 유지하고 추위를 견디게 하는 작용을 한다. 

 ㅇ 추위에 노출되면 인체는 골격근이 수축, 이완하며 열을 만들어 내지만 이것만으로는 체온 유지가 어려워 골격근, 내장근, 갈색지방조직 등이 추가로 열을 발생시키며 체온을 유지해 나간다. 

 ㅇ 때문에 갈색지방조직은 겨울잠을 자는 동물에서 풍부하게 나타나며, 인간은 신생아 때는 많다가 성인이 되면 사라지는 것으로 알려졌으나, 최근 연구 결과에 따르면 성인이 되어도 일부 남아있는 것으로 파악되었다.

□ 특히, 갈색지방조직은 나이나 대사적 활성 특히, 비만과 반비례 관계인 것으로 나타나 비만이나 대사질환 제어의 새로운 타겟으로 떠오르고 있지만 열 생성을 통한 에너지 소모에 관한 연구가 부족한 실정이다. 

□ 연구팀은 LETMD1(LETM1 Domain Containing 1) 단백질이 에너지를 열로 전환하는 조절인자라는 사실을 새롭게 밝혀내었다.

 ㅇ LETMD1 단백질은 다양한 암세포에서 많이 발견되어 종양 억제와 관련된 유전자로 알려져 있다.

 ㅇ 연구팀은 유전자 발현 분석 결과와 단백체 분석 결과를 기반으로 LETMD1 단백질이 갈색지방조직의 발달 과정에서 선택적으로 발현하고 있다는 사실을 발견하였다.

 ㅇ 그리고 이에 착안하여 LETMD1 단백질을 제거한 마우스를 추위에 노출시키자 기존 갈색지방조직의 열 생성 유전자로 알려진 UCP1 (Uncoupling Protein 1)의 발현이 억제되면서 체온과 호흡을 유지하지 못한다는 결과를 통해 LETMD1이 UCP1보다 상위에서 열 생성에 관여함을 최초로 규명하였다.

□ 연구팀은 나아가 LETMD1 단백질이 갈색지방 내 미토콘드리아 기질에 위치한다는 사실도 알아내었다.

 ㅇ 그동안 LETMD1 단백질은 미토콘드리아 외막에 위치하는 것으로 알려졌으나, 근접 표지 효소를 이용해 분석한 결과 미토콘드리아 기질에 위치하는 것을 확인하였다.

□ 연구책임자인 김원곤 박사는 “이번 연구성과는 착한 지방인 갈색지방조직의 열 생성 조절인자로 널리 알려진 UCP1보다 LETMD1 단백질이 상위에서 작용함을 최초로 밝혀낸 것.”이라며, 

 ㅇ “향후 LETMD1 단백질 제어를 통해 비만과 같은 대사성 질환의 치료와 예방 연구에 활용될 수 있을 것이다.”라고 말했다.

□ 또한, 제1저자로 이번 연구를 주도한 박안나 박사는 “LETMD1 단백질의 기능과 미토콘드리아 내 새로운 위치가 확인된 만큼 관련 분야의 중요한 과학적 기초자료로 사용될 것으로 기대한다.”라고 말했다.

□ 한편 이번 연구성과는 6월 23일 바이오 분야의 세계적인 국제 학술지인 Nature Communications(IF 17.694) 온라인 판에 게재되었으며,
    (논문명 : Mitochondrial matrix protein LETMD1 maintains thermogenic capacity of brown adipose tissue in male mice / 교신저자 : 생명연 김원곤‧배광희 박사, 카이스트 서재명 교수 / 제1저자 : 생명연 박안나 박사, 카이스트 김광은 박사)

 ㅇ 과기정통부 중견연구자 지원사업, 산업자원부 알키미스트사업, 국가신약개발사업, 생명연 주요사업, 카이스트 주요사업의 지원으로 수행되었다.