김지윤 가톨릭대 의대 약리학교실 교수와 이민구 연세대 의대 약리학교실 교수 공동 연구팀이 세계 최초로 골지체의 유전자가 세포 내 지질 흡수 조절에 관여한다는 것을 규명했다.
골지체(Golgi complex)는 막으로 이루어진 납작한 리본 구조가 쌓여 있는 형태의 세포질 내 구조물이다. 소포체에서 만든 단백질을 세포 밖으로 분비하거나 막으로 싸서 세포질에 저장하는 기능을 하는 소기관이다. 세포 내 물질 수송에 중심적인 역할을 수행하지만 골지체를 경유하는 지질 수송에 대한 분자 기전에 대한 연구는 미미했다.
연구팀은 유전자조작 기술을 활용, 골지체단백질 중 하나인 ‘GRASP55' 유전자가 제거된 생쥐를 제작해 표현형(Phenotype)을 관찰했다. 그 결과, GRASP55 유전자가 제거된 생쥐에서 장내 지방 흡수 과정이 억제돼 생쥐의 체지방량이 감소하는 것을 발견했다. 또 고지방 식이 후 체중 증가에 대한 저항성이 나타남을 확인했다.
연구팀은 이같은 현상이 나타난 것은 GRASP55가 장관세포(Intestinal cell) 내 지방방울(Lipid droplet)을 분해, 키로미크론(Chylomicron)에 지질원을 공급하는 효소인 ATGL과 MGL이 골지체로 수송하는 것에 관여돼 있기 때문이라고 설명했다. GRASP55 유전자가 제거된 초파리 모델에서도 생쥐 모델과 동일한 결과를 확인했다.
이 연구는 현재까지 알려지지 않았던 골지체 단백질의 체내 지질 흡수 조절 기전을 최초로 규명한 데 의의가 있다. 연구팀은 “장내 지질 흡수를 조절할 수 있는 새로운 패러다임 제시할 수 있으며, 비만과 연관된 다양한 질병을 치료할 수 있는 유전자 타깃도 발굴했다”고 밝혔다.
김지윤 교수는 “지금까지 큰 주목을 받지 못했던 골지체와 골지단백의 새로운 기능을 밝힌 연구”라며 “후속 연구를 진행해 이들의 다양한 기능들을 찾아내는 노력을 계속하겠다”고 밝혔다.
이번 연구는 지난 17일, 세계적인 생명과학 분야 국제 학술지인 ‘Nature Communications'에 게재됐으며 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌다.
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