단백질 유전자 신호전달 네트워크 규명

세포 내 수많은 단백질·유전자의 복잡한 상호작용을 설명할 수 있는 신호전달 네트워크의 기본 구조를 국내 연구진이 밝혀냈다.

교육과학기술부는 카이스트(KAIST) 조광현 교수 연구팀이 대규모 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 세포 내 신호전달 네트워크의 최소 핵심구조를 찾아냈다고 22일 밝혔다.

조 교수팀에 따르면 인간 세포에는 2000여개의 단백질이 8000여가지의 상호 작용을 통해 신호를 전달하는 네트워크가 있다. 이 네트워크는 규모가 크고 매우 복잡하기 때문에 전통적 분자생물학 연구만으로는 구조를 파악하기 어려운 한계가 있었다. 조 교수팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 세포 내 신호전달 과정에서 나타나는 단백질 및 유전자 간 영향관계를 유지하면 불필요한 중간단계 단백질을 걸러내는 방식으로 네트워크의 가장 단순한 구조를 찾아냈다.

복잡하고 거대한 세포 신호전달 네트워크를 보존하는 이 핵심 구조에는 '커널(Kernel)'이라는 이름을 붙였다.

특히 이번에 찾아낸 커널에는 생명을 유지하는 데 반드시 필요한 필수 유전자뿐 아니라 질병과 관련된 유전자들이 많아 치료제 개발에도 기여할 것으로 전망된다.

조 교수는 "세포 신호전달 네트워크는 매우 방대하고 복잡하기 때문에 생명과학, 정보과학, 시스템과학을 융합한 시스템생물학적 관점에서 인체의 다양한 정보를 집대성하는 노력이 필요하다"며 "이번에 찾은 커널에는 현재까지 미국 식품의약국에서 승인한 약물의 타깃 단백질이 대량 포함돼 신약 타깃 발굴 가능성이 높아졌다"고 설명했다.

/[e-mail]허현아기자