KAIST는 생명과학과 이승재 교수와 연세대 서진수 교수, 한국생명공학연구원 이광표 박사 공동연구팀이 리보솜의 품질 관리에 중요한 ‘펠로타(PELOTA)’ 단백질이 노화의 속도를 조절함을 발견했다고 18일 밝혔다.

mRNA(메신저 리보핵산·전령RNA)는 세포 내 유전정보인 데옥시리보핵산(DNA)으로부터 단백질을 번역해 세포질 속 단백질 공장인 리보솜에 전달한다. 펠로타 단백질은 이 과정에서 비정상적인 mRNA를 제거함으로써 리보솜의 품질을 관리한다.

그동안 RNA, 특히 mRNA는 단백질 합성을 위한 중간 산물에 불과하다는 인식이 강했다. DNA에 비해 불안정하고 수명이 짧아 정량적 분석이나 장기적 추적 연구가 어려웠기 때문이다.

연구팀은 먼저 수명이 짧아 노화 연구에 널리 사용되는 예쁜꼬마선충(몸길이 1㎜ 정도의 선충류)을 활용해 리보솜 품질 관리 인자 펠로타 단백질이 장수에 필수적임을 발견했다.

또 펠로타 단백질의 리보솜 품질 관리 시스템이 성장, 단백질 합성, 자가포식 등을 조절하는 경로인 ‘mTOR 신호 전달계’와 세포가 불필요하거나 손상된 성분을 스스로 분해하고 재활용하는 ‘자가포식(autophagy) 경로’를 함께 조절한다는 사실을 밝혔다.

펠로타 단백질이 결핍되면 mTOR가 비정상적으로 활성화되고 자가포식 기능이 억제되어 노화가 촉진되는 반면, 펠로타를 활성화하면 mTOR 억제 및 자가포식 유도를 통해 세포 항상성을 유지하며 수명을 연장할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

이승재 교수는 “지금까지 DNA 및 단백질 수준에서의 품질 관리와 노화의 연관성은 잘 알려져 있었지만, RNA 수준의 품질 관리 시스템이 수명 조절에 기능적으로 관여한다는 분자적 증거는 매우 드물었다”며 “이번 연구는 비정상적인 RNA 제거가 노화 조절 네트워크의 핵심축 중 하나임을 보여주는 강력한 근거를 제시한 것”이라고 전했다.

이버 연구는 세계적인 과학학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 지난 4일자로 게재됐다.

김형중 기자 kimhj@ggilbo.com