그동안 콜레스테롤 조절 기능만 있는 것으로 알려졌던 단백질이 사실은 세포 자살을 유도해 우리 몸을 보호하는 새로운 작용을 하는 것으로 밝혀졌다.

한국생명공학연구원(이하 생명연) 노화융합연구단 서영교 박사(사진) 연구팀은 우리 몸 속에서 콜레스테롤 수치를 조절하는 단백질인 'SREBP-2'가 스트레스를 받으면 평소와 달리 세포를 죽게 만드는 신호 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다. SREBP-2는 원래 세포 안에서 콜레스테롤 형성을 돕는 유전자 조절 단백질로 잘 알려져 있다.

우리 몸의 세포는 위험한 상황에 놓이면 스스로 죽음을 선택하는 세포 사멸(apoptosis) 과정을 통해 몸 전체를 보호한다. 이 과정은 감염된 세포나 손상된 세포가 주변 조직에 더 큰 피해를 주지 않도록 제거하는 중요한 생명 방어 전략이다. 하지만 세포가 언제, 어떤 신호에 의해 이러한 세포 자살을 시작하는지는 아직 충분히 밝혀지지 않았다.

그간의 연구는 주로 단백질의 앞부분(N-말단)에만 집중되어 왔으나, 연구팀은 그동안 역할이 알려지지 않았던 뒷부분(C-말단)에 주목했다.

연구팀은 세포가 극심한 스트레스를 받는 상황에 놓이면 이 C-말단 조각이 떨어져 나와 세포 밖으로 분비되고, 주변 세포들에게 죽음을 유도하는 신호로 작용한다는 사실을 밝혀냈다.

실제로 패혈증에 걸린 마우스 모델을 분석한 결과, 병이 심해질수록 폐와 간, 신장 등 주요 장기에서 이 조각이 급격히 늘어나는 것을 확인했다. 이는 정상 방어 범위를 넘어선 과도한 세포 죽음이 오히려 폐와 간 등 주요 장기 손상과 밀접하게 관련되어 있음을 보여준다. 나아가 연구팀은 이 조각이 실제로 세포를 죽이는 구체적인 과정도 밝혀냈다.

분석 결과, 이 조각은 세포 내에서 염증과 세포 사멸을 조절하는 단백질인 'IRAK1'과 결합해 세포가 스스로 죽도록 만드는 신호를 활성화하는 것으로 나타났다. 특히 IRAK1의 작용을 억제하자 죽어가던 세포들이 다시 살아나는 현상이 나타나 이 조각이 세포 사멸을 유도하는 핵심 신호임이 확인됐다.

이번 연구는 그동안 콜레스테롤 조절 기능만 있는 것으로 알려졌던 단백질 조각이 스트레스 상황에서 세포 사멸을 유도하는 새로운 신호로 작용할 수 있음을 밝혀냈다는 점에서 의미가 있다.

특히 세포 내부 단백질의 일부가 세포 밖으로 분비되어 다른 세포에 영향을 줄 수 있다는 새로운 가능성을 제시했으며, 이는 패혈증·염증·바이러스 감염 등 다양한 질환에서 세포 사멸과 면역 반응을 이해하고, 치료 표적 발굴과 신약개발로 이어질 수 있는 기반을 제공할 것으로 기대된다.

연구책임자인 서영교 박사는 "이번 연구는 콜레스테롤 대사를 조절하는 단백질이 체내 에너지대사 조절뿐만 아니라, 세포의 생존과 죽음을 결정하는 신호 역할까지 수행할 수 있다는 사실을 보여준 것"이라며 "앞으로 감염 질환이나 염증 질환에서 이 단백질이 어떤 역할을 하는지 추가 연구를 통해 규명해 나갈 계획"이라고 말했다.