카이스트 연구진, 체내 지방 세포 차단하는 스위치 찾았다

비만은 지방간, 당뇨 등 각종 대사 질환의 주요 원인으로 지목받고 있다. 문제는 비만을 일으키는 지방세포는 한 번 형성되면 쉽게 줄어들지 않는다는 점이다. 이 때문에 지방 형성을 억제하는 것이 중요하다. 이런 상황에서 국내 연구진이 지방 형성을 막는 체내 스위치가 존재한다는 것을 밝혀내 주목받고 있다.

카이스트 생명과학과 임대식 교수팀은 세포의 성장과 분화를 조절하는 ‘히포 신호전달경로’의 핵심 조절 인자인 ‘얍/타즈’가 지방세포 분화과정에서 분화 억제 스위치 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구를 이끈 임대식 교수는 문재인 정부 당시 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장(차관급)을 역임한 바 있다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다.

세포 분화는 여러 유전자와 DNA 조절 부위가 유기적으로 움직이는 복잡한 과정이다. 이에 연구팀은 성장 중인 중간 단계 세포인 전구세포가 지방세포로 분화하는 전 과정을 추적하며, 유전자 발현 변화와 후성 유전체 변화를 동시에 분석할 수 있는 차세대 염기서열 분석 기술을 활용했다.

그 결과, 얍/타즈가 활성화된 조건에서는 지방세포를 만드는 유전자 프로그램이 작동하지 못하고, 몸속 에너지 저장과 사용을 조절하는 ‘PPAR 감마’라는 물질을 중심으로 한 지방세포 분화 전반이 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다. 또 연구팀은 지방조직 단일세포 분석 결과, 얍/타즈의 새로운 표적 유전자 ‘비글스리’(VGLL3)를 발굴했다. 비글스리가 지방세포 유전자들의 DNA 조절 부위인 인핸서를 억제해 지방세포 분화 프로그램 전체를 간접적으로 제어한다고 연구팀은 설명했다.

연구를 이끈 임대식 교수는 “이번 연구는 지방세포 분화가 단순한 유전자 조절을 넘어, 후성 유전체 수준에서 정교하게 제어된다는 점을 처음으로 규명했다”며 “지방세포의 정체성 변화 메커니즘을 보다 정밀하게 이해하게 됨에 따라 대사질환 환자의 맞춤형 치료 전략으로 이어질 중요한 토대를 마련했다”고 설명했다.



유용하 과학전문기자