세포 증식과 분화 조절회로에 숨겨진 동역학 메커니즘 규명



세포생물학계의 권위지인 저널오프셀사이언스(JOURNAL OF CELL SCIENCE) 온라인판 표지논문에 카이스트 바이오및뇌공학과 조광현 교수팀의 연구결과가 실렸습니다. 컴퓨터시뮬레이션을 통해 세포의 증식과 분화 조절회로에 숨겨진 동역학 메커니즘을 규명한 연구를 고희정 기자가 전합니다.

카이스트 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀은 컴퓨터시뮬레이션을 통해 세포의 증식과 분화조절회로에 숨겨진 동역학 메커니즘을 규명했습니다.

세포내 어크(ERK) 신호전달경로는 세포의 증식과 분화를 조절하는 주요 회로로 알려져 왔으며, 최종단의 인산화된 어크 단백질의 시간에 따른 농도변화 프로화일은 세포의 운명을 결정하는 핵심인자로 여겨져 왔습니다. 하지만 이 회로의 복잡한 동역학적 특성으로 인해 조절메커니즘은 아직껏 정확히 밝혀지지 않았다.

조광현 교수팀은 어크 신호전달경로 가운데 라프(Raf) 단백질의 신호를 선택적으로 차단하는 알킵(RKIP) 단백질이 매개하여 형성하는 양성피드백과 어크에서 에스오에스(SOS)로 이어지는 신호에 의해 형성되는 음성피드백이 최종 어크 단백질의 동역학 패턴을 결정짓는 주요 조절회로임을 규명해 냈습니다.

특히 양성피드백은 신호전달과정이 외부노이즈에 둔감하도록 스위칭동작을 유발하고 음성피드백은 어크 프로파일의 진동현상을 유발함으로써 다이내믹한 동역학 특성이 결정됨을 밝혀냈습니다. 이러한 컴퓨터 시뮬레이션 분석결과는 공동연구팀인 영국 글라스고우 암연구소에서 생화학실험을 통해 증명됐습니다.

이번 연구는 인간의 주요 질환과 관련된 세포내의 근원적인 조절메커니즘을 규명함으로써 차후 생명과학 응용연구에 중요한 발판이 될 것으로 보입니다.

메디컬 폭스 고희정입니다.



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