추위에 노출되면 잉여 지방을 저장하던 백색지방 일부가 지방을 태워 열을 내는 베이지 지방으로 바뀌는 것으로 알려져 있다. 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 이 베이지 지방이 '세포 속 난로'인 미토콘드리아를 더 오래 보존해 열 생산 능력을 키우는 유전자 조절 원리를 밝혀냈다. 지방 세포의 에너지 소비를 촉진해 비만이나 제2형 당뇨병 같은 대사질환 치료 연구에 기여할 전망이다.
UNIST는 고명곤 생명과학과 교수팀이 지방 세포 내 미토콘드리아의 분해와 지방 조직의 열 생산을 잇는 유전자 조절 단백질이 'TET'라는 사실을 규명했다고 3일 밝혔다.
체내 지방 조직은 잉여 지방을 저장하는 백색 지방과 에너지를 태워 열을 내는 갈색 지방으로 구분된다. 베이지 지방은 추위에 노출됐을 때 백색 지방 일부가 갈색 지방처럼 열을 내는 성질을 띠게 되는 것으로 이 때 에너지를 태워 열을 내는 세포소기관인 미토콘드리아도 늘어나는 것으로 알려져 있다.
고 교수팀은 추위에 노출돼 지방 세포의 'TET' 단백질이 감소하면 미토콘드리아를 골라 없애는 파킨(Parkin) 단백질도 함께 줄어든다는 것을 규명했다. 파킨은 미토콘드리아에 분해 표지를 붙여, 세포 안의 청소 시스템이 이를 제거 대상으로 알아보게 하는 단백질이다. 결국 파킨이 줄면 미토콘드리아를 분해하는 속도도 느려져 열 생산에 쓰이는 미토콘드리아가 세포 안에 더 많이 남게 된다.
생쥐 실험에서 지방 세포내 TET 단백질 3종이 만들어지지 않도록 조작한 후 섭씨 4도에서 일주일 동안 뒀더니, 일반 생쥐보다 파킨 단백질은 줄고 미토콘드리아 양을 가늠하는 표지자인 미토콘드리아 DNA와 세포 호흡에 쓰이는 단백질은 늘었다.
세포 단위 실험에서는 TET를 억제한 상태에서 정상 파킨 단백질을 넣어주자 늘어났던 미토콘드리아 양과 산소 소비량이 원래 수준으로 돌아왔다. TET가 파킨을 조절하고, 파킨이 다시 미토콘드리아 분해와 에너지 소비를 좌우한다는 사실을 보여주는 결과다.
고명곤 교수는 “추울 때 지방 세포 내 미토콘드리아가 증가하고 열 발생이 활발해진다는 사실은 알려져 있었지만, 이러한 변화를 조절하는 상위 조절 인자는 명확히 밝혀지지 않았었다”며 “이번 연구 성과는 지방 세포의 에너지 소비를 유도하는 대사질환 치료와 연구에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
울산=임동식 기자 dslim@etnews.com
