우리 몸속 ‘골키퍼’의 비밀 드디어 밝혀지다

핵막공복합체(NPC)의 2000여 개 기공 구조 규명

우리 몸을 구성하고 있는 수많은 구멍을 가진 생체물질의 비밀이 풀렸다.

이번 주 ‘사이언스’ 표지는 핵막공복합체(Nuclear Pore Complex·NPC)가 장식했다. 핵막공복합체는 세포의 대사 과정에서 ‘골키퍼’처럼 물질의 이동을 결정하는 역할을 하는 존재다.

다니엘 린 캘리포니아공대 화학및화학공학부 교수팀을 비롯한 국제 공동연구진은 그간 잘 알려지지 않았던 핵막공복합체의 구조를 규명한 결과를 학술지 ‘사이언스’에 2편의 논문을 통해 발표했다.

핵막공복합체는 세포의 내막과 외막 사이에 존재한다. 일반적으로 2000개 이상의 기공을 가지고 있고, 구멍을 조절하며 세포 핵과 세포질 간의 물질 이동을 결정하는 역할을 한다.

구멍을 조절해 세포 외부에 있는 물질을 흡수하거나, 내부의 물질을 배출한다. 이는 바이러스나 박테리아의 공격을 막는 역할을 하기 때문에 신체에 매우 중요하지만 지금까지 정확한 구조가 알려지지 않았다.

연구진은 10년 넘게 핵막공복합체의 비밀을 풀기 위해 씨름해왔다. 연구진은 극저온 단층촬영을 이용해 핵막공복합체가 1000개가량의 ‘뉴클레오포린’ 단백질로 구성된 대칭형이라는 점을 확인했다.

일반적으로 뉴클레오포린은 자신과 같은 모양의 복사본을 32개 결합해 물질을 이루지만, 핵막공복합체를 구성하는 뉴클레오포린170과 뉴클레오포린188의 경우 각각 48개와 16개의 복사본을 지닌다는 독특한 특성도 밝혀졌다.


한편 또 다른 연구진은 질량분석과 극저온 전자현미경을 활용해 핵막공복합체의 기공이 형성되는 과정을 컴퓨터 시뮬레이션으로 증명했고, 이 연구결과 역시 ‘사이언스’에 함께 실렸다.

다니엘 교수는 “그간 과학자들 사이의 미스터리였던 핵막공복합체의 구조가 드디어 밝혀졌다”며 “다음 단계는 이 기공들이 어떻게 서로 상호작용하며 분자의 흐름을 조절하는지 그 과정을 규명하는 것”이라고 말했다.
동아사이언스