생명연-KAIST, 갈색지방 열 생성 관여 신규 단백질 규명

[충청뉴스 이성현 기자] 한국생명공학연구원은 대사제어연구센터 김원곤‧배광희 박사와 한국과학기술원(KAIST) 서재명 교수 공동연구팀이 갈색지방의 열 생성을 제어하는 새로운 단백질을 규명하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

갈색지방조직은 지방 저장 기능을 가진 백색지방조직과 다르게 지방을 연소시켜 체온을 유지하고 추위를 견디게 하는 작용을 한다.

추위에 노출되면 인체는 골격근이 수축, 이완하며 열을 만들어 내지만 이것만으로는 체온 유지가 어려워 골격근, 내장근, 갈색지방조직 등이 추가로 열을 발생시키며 체온을 유지해 나간다.

이 때문에 갈색지방조직은 겨울잠을 자는 동물에서 풍부하게 나타나며, 인간은 신생아 때는 많다가 성인이 되면 사라지는 것으로 알려졌으나 최근 연구 결과에 따르면 성인이 되어도 일부 남아있는 것으로 파악되었다.

갈색지방조직은 나이나 대사적 활성, 특히 비만과 반비례 관계인 것으로 나타나 비만이나 대사질환 제어의 새로운 타겟으로 떠오르고 있지만 열 생성을 통한 에너지 소모에 관한 연구가 부족한 실정이다.

연구팀은 LETMD1(LETM1 Domain Containing 1) 단백질이 에너지를 열로 전환하는 조절인자라는 사실을 새롭게 밝혀냈다. LETMD1 단백질은 다양한 암세포에서 많이 발견되어 종양 억제와 관련된 유전자로 알려져 있다.

연구팀은 유전자 발현 분석 결과와 단백체 분석 결과를 기반으로 LETMD1 단백질이 갈색지방조직의 발달 과정에서 선택적으로 발현하고 있다는 사실을 발견다.

그리고 이에 착안해 LETMD1 단백질을 제거한 마우스를 추위에 노출시키자 기존 갈색지방조직의 열 생성 유전자로 알려진 UCP1의 발현이 억제되면서 체온과 호흡을 유지하지 못한다는 결과를 통해 LETMD1이 UCP1보다 상위에서 열 생성에 관여함을 최초로 규명했다.

연구팀은 나아가 LETMD1 단백질이 갈색지방 내 미토콘드리아 기질에 위치한다는 사실도 알아냈다. 그동안 미토콘드리아 외막에 위치하는 것으로 알려졌으나, 근접 표지 효소를 이용해 분석한 결과 미토콘드리아 기질에 위치하는 것을 확인했다.

김원곤 박사는 “이번 연구성과는 착한 지방인 갈색지방조직의 열 생성 조절인자로 널리 알려진 UCP1보다 LETMD1 단백질이 상위에서 작용함을 최초로 밝혀낸 것”이라며 “향후 LETMD1 단백질 제어를 통해 비만과 같은 대사성 질환의 치료와 예방 연구에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.