[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 빛을 이용해 세포 속 다양한 신호전달을 조절하는 기술이 개발됐다. 

27일 한국연구재단에 따르면 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김학성 교수 연구팀은 광스위치 분자를 결합해 빛에 의해 스위치처럼 조절되는 단백질을 설계했다. 

연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 8월 20일자에 게재됐다. 

[그림] LRR 단백질 기반의 광스위치 단백질 개발 및 이를 이용한 세포 신호전달 조절 : 광스위치 분자를 반복 모듈 사이에 결합시켜 표적에 대한 결합력을 빛으로 조절할 수 있는 광스위치 단백질을 개발, 이를 이용해 세포 신호전달을 빛으로 조절했다. [자료=한국연구재단]

빛은 다른 물리‧화학적 방법보다 효과적으로 신호전달 연구에 활용될 수 있다.

하지만 자연에 존재하는 광스위치 단백질로 신호전달을 조절하려면 각 신호전달계에 맞춰 다시 단백질을 설계해야 하는 복잡하고 힘든 과정이 요구된다. 

연구팀은 광스위치 분자를 합리적인 방법으로 단백질에 결합시켜 빛으로 단백질의 구조 변화를 유도하고 궁극적으로 표적에 대한 결합력을 조절해냈다. 

사용된 물질은 LRR(Leucine-rich repeat) 단백질과 아조벤젠 유래 광스위치 분자다. 다양한 표적에 대해 결합하는 LRR 단백질에 광범위하게 적용될 수 있는 기반 기술이다. 

연구팀은 실제로 빛에 의해 상피세포 성장인자 수용체(EGFR)에 대한 결합력이 조절되는 단백질을 개발했다. 또 이를 이용해 세포 내 EGRF 신호전달을 빛으로 조절해냈다. 

한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 김학성 교수 [사진=한국연구재단]

김학성 교수는 “이번 연구는 특정 광스위치 단백질을 넘어 다양한 광스위치 단백질을 개발할 수 있는 설계 기술을 정립한 것으로, 이를 이용한 신호전달 제어 연구에 폭넓게 사용될 수 있다”고 연구의의를 설명했다. 

kimys@newspim.com