울산과학기술원(UNIST) 연구진이 '세포의 안테나' 역할을 하는 섬모(Cilia)를 만드는 유전자와 그 작동 원리를 밝혀냈다.

7일 UNIST에 따르면 생명과학과 박태주 교수 연구팀은 다양한 섬모의 형성과 기능에 필요한 새로운 유전자와 그 기전을 규명했다.

이 유전자는 세포와 세포를 연결하는 관 형태의 단백질 집합체인 간극연접(Gap junction)을 구성하는 단백질 중 하나인 'GJA1'(Gap junction protein alpha 1)이다.

이 유전자는 원발성 섬모와 운동성 섬모가 형성되고 제대로 기능하는 데 필요한 것으로 나타났다.

섬모는 대부분 세포에 존재하며, 배아 발생부터 신체의 항상성 유지 등 생명 활동 전반에 중요한 역할을 한다.

원발성 섬모는 세포 외부 신호를 감지하는 안테나 역할을 하고, 운동성 섬모는 주변 유체의 흐름을 조절한다.

연구팀은 간극연접 단백질이 섬모와 섬모 기저부에 존재하며, GJA1 단백질이 비정상일 경우 원발성 섬모와 운동성 섬모 모두 형태와 기능이 이상해지는 것을 밝혀냈다.

또 GJA1 단백질 유전자를 억제한 아프리카 발톱개구리에게는 섬모의 형태나 기능 이상으로 인한 섬모 질환이 나타나는 것을 확인했다.

연구팀은 GJA1 단백질이 원발성 섬모의 형성 과정에서 필수적이라고 알려진 Rab11 단백질의 이동을 조절하면서 섬모 형성에 관여하는 경로도 찾았다.

박태주 교수는 "섬모와 관련 없을 것으로 여겨지던 간극연접 단백질이 다양한 섬모의 형성과 기능에 필요한 유전자라는 사실을 밝혀낸 연구"라며 "섬모 질환 관련 새로운 기전도 찾아내고, 간극연접 이상으로 인한 유전질환의 일부 증상이 섬모 이상에서 초래한 것을 알아냈다"고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 '이라이프'(eLife)에 8월 25일 온라인 선공개됐으며, 최종판은 편집 중이다.

연구 수행은 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 기초과학연구원(IBS)의 지원을 받았다.