기계적 자극 통한 암세포 제어 기술 개발 '한발짝'
상태바
기계적 자극 통한 암세포 제어 기술 개발 '한발짝'
  • 정 현 기자
  • 승인 2024.05.07 23:38
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

- POSTECH 장지원 교수, 양승복 연구원, 공동연구
- 기계적 자극 감지해 줄기세포 분화 조절하는 ETV4 발견
- 논문, SCI급 저명 국제학술지 'Nature Cell Biology' 게재

[위즈뉴스] 국내 연구진이 세포 반응의 숨겨진 메커니즘을 밝혀냈다.

POSTECH(포항공과대학교)은 7일, 생명과학과 장지원 교수 연구팀이 기계적 자극에 대한 세포 반응을 조절하는 새로운 인자를 찾고, 관련 메커니즘을 밝히는 데 성공했다고 밝혔다.

장지원 교수(왼쪽)와 양승복 연구원 / 사진=POSTECH

이번 연구 결과를 담은 논문은 세포생물학 분야의 SCI급 저명 국제학술지 ‘네이쳐 셀 바이올로지(Nature Cell Biology, IF=21.3)’ 5월 3일 자 온라인판에 게재됐다. 

논문명은 'ETV4 is a mechanical transducer linking cell crowding dynamics to lineage specification'이며, 장지원 교수가 교신저자로, 양승복 통합과정생이 제1저자로 참여했다.

"기계적 자극을 통한 암세포 제어기술 개발에 큰 도움되길 바란다"

이번 연구를 주도한 장지원 교수는 “줄기세포의 분화 조절에 있어서 기계적인 자극의 중요성과 ETV4라는 핵심 인자를 확인했다”며 “ETV4가 매우 중요한 암유전자(oncogene)이기 때문에, 기계적 자극을 통한 암세포 제어 기술 개발에도 큰 도움이 되길 바란다”고 말했다. 

국제학술지 'Nature Cell Biology' 최신호에 게재된 해당 논문

세포성장인자인 인슐린(insulin)과 상피세포성장인자(EGF), 신경 전달 물질인 아세틸콜린(acetylcholine) 등 세포생물학 분야의 연구는 대부분 화학적인 자극에 대한 세포 반응 분석에 집중해왔다.

그런데, 세포는 이러한 화학 자극뿐 아니라 세포의 밀도나 크기, 주위 경도 등 기계적인 자극에도 특정 유전자가 발현되어 이에 반응하고, 또 생명을 유지하고 있다. 하지만 기계 신호 조절 인자가 어떻게 기계적 자극을 인지하는 지 그 메커니즘에 대한 연구는 많이 부족한 상황이다.

연구팀은 이번 연구에서 세포의 기계적 자극 감지 · 반응 메커니즘을 연구하기 위해 배아줄기세포를 사용했다. 세포의 밀도를 조절하며 배양한 배아줄기세포의 전사체를 분석한 실험에서 연구팀은 ‘ETV4’라는 인자가 줄기세포의 밀도 변화를 감지해 분화를 조절한다는 것을 확인했다. 

 또한, 연구팀은 ETV4가 기계적 자극을 감지하는 메커니즘도 밝혀냈다. 세포 내 인테그린 수용체(integrin receptor)가 먼저 세포 밀도 변화를 감지했으며, 세포 표면에 있는 단백질 수용체(Fibroblast growth factor receptor, FGFR)의 세포 내 이입(endocytosis)을 조절해 ETV4 단백질 발현을 제어했다.

이 ETV4는 줄기세포 분화 과정에서 세포 밀도가 낮은 부위에서는 중·내배엽이, 밀도가 높은 경우에는 신경 외배엽이 형성되도록 조절했다. 연구팀은 세포 밀도 변화가 줄기세포 분화의 운명을 조절하는 핵심 요소임을 밝혔으며, 세포분화는 화학 신호 뿐 아니라 기계적 신호에도 민감하게 반응한다는 사실도 확인했다. 

인간 배아줄기세포에서 세포 밀도의 차이에 따라
ETV4의 발현이 변하는 현미경 이미지 / 자료이미지=POSTECH

이번 연구는 한국연구재단 바이오의료기술개발사업, 개인기초연구사업, 집단연구 기초연구실과 스마트 특성화기반구축 사업 지원으로 수행됐다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
주요기사