KAIST, 비만 막는 단백질 스위치 찾아...지방세포 생성 원리 첫 규명

국내 연구진이 비만이나 지방간을 만드는 특정 단백질의 스위치 기능을 새로 규명했다. KAIST는 생명과학과 임대식 교수와 강주경 교수 연구팀이 히포(Hippo) 신호전달경로 핵심 조절 단백질 인자인 '얍/타즈(YAP/TAZ)'가 지방세포 분화과정에서 후성유전체(에피게놈) 수준의 '분화 억제 스위치' 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 에피게놈은 유전 정보 위에 덧씌워진 조절 시스템을 말한다. DNA를 바꾸지 않고 유전자 사용법을 결정하는 정보층이다. 연구팀은 전구세포(어떤 세로가 될지 방향이 정해진, 성장 중간단계 세포)가 지방세포로 분화하는 전 과정을 추적했다. 과정 추적에는 유전자 발현 변화와 후성유전체 변화를 동시에 분석할 수 있는 차세대 염기서열 분석 기술이 활용됐다. 연구팀은 얍/타즈가 활성화된 조건에서는 지방세포라고 확인해주는 유전자 프로그램이 작동하지 못하고, 피피에이알감마(PPARγ)를 중심으로 지방세포 분화 네트워크 전반이 억제된다는 사실을 확인했다. 피피에이알감마는 몸속 에너지 저장과 사용을 조절하는 '대사 마스터 스위치'조절자다. 연구팀은 지방조직 단일세포 분석을 통해, 얍/타즈의 새로운 표적 유전자로 비글스리(VGLL3)도 발굴했다. 기존에는 얍/타즈가 피피에이알감마와 직접 결합해 그 기능을 억제한다고 알려져 있었지만, 연구팀은 이번 연구를 통해 비글스리가 지방세포 유전자들의 DNA 조절 부위인 '인핸서'를 억제해 지방세포 분화 프로그램 전체를 간접적으로 제어한다는 점을 밝혀냈다. 임대식 교수는 "지방조직 기능 이상은 비만, 인슐린 저항성, 지방간 등 다양한 대사질환과 관련이 깊다"며 "이번 규명은 지방세포가 언제, 얼마나 강하게 만들어질지를 결정하는 핵심 타이밍 조절에 히포 신호전달 경로가 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다"고 설명했다. 임 교수는 "연구팀이 제시한 '얍/타즈-비글스리-피피에이알감마' 축의 조절 원리규명으로 향후 대사질환을 조절하거나 치료하는 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 연구는 KAIST 생명과학과 설태준 박사과정생과 강주경 박사가 공동 제 1 저자로 참여했다. 국제 학술지 사이언스 어드밴스즈(1월 14일자)에 게재됐다. 과기정통부/한국연구재단 리더연구자 지원사업, 해외우수과학자 유치사업 지원을 받았다.