[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 바이오 및 뇌공학과 최명철 교수팀이 고등과학원 현창봉 교수팀, 포항가속기연구소 이현휘 박사와 공동으로 세포막 간의 상호작용을 매개하는 지질 뗏목(Lipid Raft)의 정렬 현상을 최초로 규명했다고 5일 밝혔다.

이번 연구는 세포 융합, 바이러스 침투, 세포 간 신호 전달 등 다양한 세포막 간의 상호작용을 조절할 수 있는 핵심 기전을 밝힌 것으로 주목받고 있다.

세포막 사이의 거리가 줄어듦에 따라 지질 뗏목(붉은색 영역)의 정렬과 성장이 일어나는 과정 [자료=한국과학기술원] 2024.06.05 biggerthanseoul@newspim.com

세포막은 지질 이중층으로 구성되며 이 부분에 위치한 막단백질은 세포가 외부 환경과 소통할 수 있는 중요한 역할을 한다.

지질 뗏목은 세포막의 특정 영역으로, 낮은 유동성을 가지며 기능적으로 연관된 막단백질들을 모아 효율적인 상호작용을 돕는다.

최명철 교수팀은 두 세포막 간의 거리가 지질 뗏목의 정렬을 조절하는 핵심 요인일 것이라는 가설을 세우고, 지질 다중막을 재구성해 이를 검증했다. 연구 결과, 두 세포막 사이의 거리가 지질 뗏목의 정렬과 크기를 조절하는 주요 스위치라는 점을 밝혀냈다.

분자동역학 시뮬레이션을 통해 지질 뗏목들이 정렬된 상태가 정렬되지 않은 상태보다 전체 시스템의 에너지를 최소화하기 위해 자연적으로 정렬됐다는 사실도 확인했다. 이는 물 분자층의 불안정한 수소결합 부피가 작기 때문으로 분석됐다.

최명철 교수는 "지질 뗏목이 세포막 간의 상호작용에 어떻게 관여하는지 밝힌 이번 연구는 생명 현상의 물리적 환경의 중요성을 재조명하는 이정표적 연구"라며 "물 분자의 수소결합이 지질 뗏목 정렬의 중요한 요소로 작용하는 것을 확인했고 이는 생명 현장에서 물이 주연으로 활약할 수 있다는 것을 보여준다"고 설명했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '미국화학회지(Journal of American Chemical Society)'에 5월 22일 자 표지논문으로 게재됐다.

biggerthanseoul@newspim.com