과학기술정보통신부와 한국연구재단이 대한민국 과학기술인상 7월 수상자로 노성훈 서울대 생명과학부 교수를 선정했다. 세포골격을 재생하는 '샤페론 조절인자'의 작동 원리를 규명하여 노화·신경퇴행성 질환 연구의 전기를 마련한 공로를 인정받았다.
노 교수는 기존 세포골격 연구가 '세포의 뼈대'에만 집중했던 한계를 넘어 세포골격의 핵심 단백질인 튜불린을 관리하는 샤페론 단백질에 주목했다. 노 교수는 초저온전자현미경을 활용해 튜불린과 샤페론의 결합 과정을 원자 수준에서 분석해 세포골격이 생성되고 재활용되는 과정을 단계별로 규명했다.
세포골격은 세포 형태 유지와 물질 수송, 세포 분열에 필수적이지만, 노화와 질병이 진행되면 세포골격이 손상돼 불안정해지고 재생 능력이 저하된다. 세포골격 이상은 신경퇴행성 질환, 암, 근육질환 등과 밀접하게 관련된다. 세포골격이 분자 수준에서 어떻게 형성되고 재생되는지 구체적인 기전이 밝혀지지 않아 생명과학의 난제로 남아 있었다.
노 교수는 세포골격 연구에서 여러 샤페론 단백질이 하나의 초대형 복합체를 형성해 정상적인 튜불린만을 선별해 조립하고, 손상되거나 잘못 조립된 튜불린은 다시 분해해 재활용하는 것을 확인했다. 세포골격은 단순히 만들어지는 구조물이 아니라 지속적으로 점검·수리·재활용되는 '양방향 품질관리 시스템'에 의해 유지된다는 사실을 세계 최초로 밝혔다.
과기정통부와 연구재단은 이번 연구가 세포골격 연구의 패러다임을 단순한 구조 형성 연구에서 재생과 복구 메커니즘 연구로 확장했다고 평가했다. 세포 재생과 노화의 근본 원리를 제시해 치매나 암 등 관련 질환의 새로운 치료 전략 개발과 재생의학 발전에 중요한 기반이 될 것으로 기대했다.
노 교수는 단백질 항상성과 세포 재생 연구 분야의 세계적 연구자로, 국내 연구 인프라가 미비했던 시기부터 과기정통부 기초연구사업 우수신진 연구, 바이오의료기술개발사업의 지원을 바탕으로 초저온전자현미경 연구 플랫폼을 독자적으로 구축해 왔다. 단백질 접힘의 동역학적 과정을 규명한 연구를 2022년 '셀'에, 다이서(세포 내 특정 RNA를 정해진 크기로 정확하게 잘라내는 효소·분자 가위)의 3차원 구조 연구를 2023년 네이처에 발표하는 등 구조생물학 분야를 선도하고 있다.
이번 세포골격 연구는 국제학술지 사이언스 2025년 10월호에 게재됐다.
노 교수는 “이번 연구는 국내에서 초저온전자현미경 연구 기반을 구축하고 이를 활용해 세계적 수준의 성과를 만들 수 있었다는 점에서 의미가 깊다”면서 “앞으로도 생명 현상의 근본 원리를 밝혀 노화와 질병을 이해하는 데 기여하는 연구를 꾸준히 이어가겠다”고 말했다.
과기정통부는 과학기술인들이 창의적인 사고와 미래지향적인 도전으로 인류 삶을 혁신할 원천기술 연구에 전념할 수 있도록 연구 생태계를 조성하고, 우수한 성과를 내는 연구자에 대한 보상과 예우를 더욱 강화할 계획이다.
송윤섭 기자 sys@etnews.com
