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큐슈(九州)대학 대학원 예술공학연구원, 프랑스 원자력대체에너지청(CEA) 등의 국제 공동 연구그룹이 세포 내 도로인 미소관의 구조가 리뉴얼되는 새로운 메커니즘을 발견함.

인간의 몸은 약 30조 개의 세포로 구성되어 있음. 작은 세포 내에서 다양한 물질이 운반되고 있으며 섬유상 단백질인 미소관은 물질 수송에 있어 도로 역할을 하고 있음. 인간 사회에 있어 자동차가 도로를 통과하면 마모되는데, 이러한 마모는 도로 포장 공사를 통해 복구됨. 세포 내 도로인 미소관에서도 마찬가지로 미소관이 마모되고 복구되는 것을 발견함. 세포 내에서 ‘생체 분자 모터’라 불리는 수십 nm 정도의 분자 머신이 미소관을 따라 2족 보행하여 물질을 옮기고 있음.

연구진은 세포 내 물질 수송 체계를 시험관내에서 재구성하고 생체 분자 모터가 미소관을 마모, 붕괴시키는 것을 발견함. 한편, 미소관의 재료 단백질이 미소관의 주위에 풍부하게 존재하면 마모 부위가 스스로 회복되고, 미소관은 붕괴하지 않고 도로로서의 기능을 유지하는 것으로 밝혀짐. 생체 분자 모터는 미소관의 신진 대사를 촉진하고 있다고 생각할 수 있음. 미소관은 신경 세포에 많이 포함되어 있으며 미소관의 기능 부전은 다양한 신경 질환으로 연결됨.

본 연구에서 발견된 미소관의 신진 대사를 촉진하는 메커니즘은 이러한 질병들의 메커니즘을 규명하고 치료하는 데 도움이 될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Nature Materials(Self-repair protects microtubules from destruction by molecular motor)에 게재됨.