비타민A에 의한 줄기세포의 분화과정이 국내 연구진에 의해 처음으로 규명됐다. 특히, 이번 연구는 불완전한 분화가 일어나지 않도록 검문점 역할을 하는 단백질 복합체를 규명함에 따라 향후 줄기세포 분화연구에 기여할 것으로 전망된다.
12일 미래창조과학부와 한국연구재단에 따르면 세종대 생명공학과 엄수종 교수와 이상왕 박사(제1저자) 연구팀은 비타민 A의 대사물질인 레티노익산에 의한 줄기세포의 분화기전을 밝혀냈다.
연구팀에 따르면 특정기능을 가진 세포인 줄기세포는 한번 분화되면 다시 원상태로 되돌릴 수 없어 분화신호에 대한 세포의 정교한 대응기작이 필요하다.
특히, 세포분화과정에서 유비퀴틴이 DNA가 감겨있는 골격인 히스톤 단백질에 결합하면서 DNA를 느슨하게 풀어줘 해당 부위의 유전자 발현이 촉진되는 것은 알려져 있지만, 그 구체적인 기작은 알려지지 않았다.
연구팀은 줄기세포에서 히스톤 단백질에 붙어있는 유비퀴틴을 떼어내는데 관여하는 두 가지 단백질(BAP1 및 ASXL1)이 레티노익산 수용체와 복합체를 이루면서 완벽한 분화를 위한 검문점(checkpoint) 역할을 하는 것을 알아냈다.
줄기세포에서는 유비퀴틴을 계속 떼어냄에 따라 염색질 구조가 단단하게 유지되면서 결과적으로 분화관련 유전자의 발현이 억제된다는 설명이다.
줄기세포를 신경세포로 분화시키는데 쓰이는 레티노익산의 작용기작이 자세히 알려진 건 이번이 처음이다.
엄 교수는“"티노익산에 의한 분화과정에서 ASXL1/BAP1이 분화 검문점으로 작용함을 알아낸 것으로, 향후 레티노익산에 의한 줄기세포의 분화와 후성유전학의 연관성에 대한 학문적 토대를 마련한데 의의가 있다"고 밝혔다.
이번 연구는 미래부와 연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(도약)과 선도연구센터지원사업등의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 셀 자매지 '몰레큘라 셀(Molecular Cell)' 7월 11일자 온라인판에 실렸다.
