유니스트 유자형·곽상규 교수(왼쪽부터). 유니스트 제공
세포 안에서 인공 단백질을 합성해 암세포만 골라 죽이는 기술이 개발됐다.
울산과학기술원(유니스트)은 16일 유자형·곽상규 교수팀이 진준오 영남대 교수팀과 협력해 암세포 내부에서 스스로 결합하는 단백질 단일분자(단량체)를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 이 단량체 여러 개가 암세포 내부에서 중합반응으로 결합해 단백질 고분자가 되고, 이렇게 합성된 단백질이 암세포의 에너지 공급을 차단한다는 사실을 확인했다.
연구팀은 “암세포는 내부에 활성산소가 많다는 특성에 주목해 단량체 분자 구조를 디자인했다. 단량체 분자들이 이황화 결합으로 연결되게 설계했는데, 이황화 결합은 정상 세포 안에선 쉽게 분해되지만 활성산소가 많은 암세포 안에서는 오히려 결합을 촉진하는 점에 착안했다”고 설명했다.
연구팀은 이어 “합성된 작은 단백질 고분자가 암세포에 에너지를 공급하는 미토콘드리아 막을 공격해 산화성 스트레스를 주게 되면 이때 생긴 활성산소가 이황화 결합을 더 촉진해 더 큰 단백질 고분자들을 만들어낸다. 이들이 동시다발로 미토콘드리아 막을 공격함으로써 미토콘드리아가 파괴돼 암세포가 죽게 된다. 정상 세포에서는 이런 반응이 안 일어나 암세포만 골라 죽일 수 있다”고 했다.
연구팀은 실험용 쥐의 피부암 조직에 개발한 단량체를 직접 주입해 3주 안에 종양 크기가 절반 이하로 작아지는 치료 효과를 확인했다. 이번 연구에는 한국연구재단과 과학기술정보통신부, 국가슈퍼컴퓨팅센터 등의 지원이 따랐다. 연구 결과는 국제학술지 <에이시에스 나노>(ACS Nano) 9월3일치에 실렸다.
연구팀은 “세포 내부에서 단백질 모방물질을 생성시켜 세포의 운명을 조절하는 방식이어서 부작용과 내성이 적은 새로운 항암제 개발이 가능해졌다. 암 치료뿐만 아니라 다양한 질병 치료제의 개발로 이어질 것으로도 기대한다”고 말했다.
신동명 기자
tms13@hani.co.kr
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