데일리메디 KAIST, 심장질환 원인신호 전달경로 규명

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KAIST, 심장질환 원인신호 전달경로 규명


[ 2010년 12월 20일 03시 30분 ]

한국과학기술원(KAIST)은 “바이오및뇌공학과 조광현 교수[사진 左]팀과 생명과학과 허원도 교수[사진 右]팀이 시스템생물학 융합연구를 통해 심장질환 원인신호전달경로의 숨겨진 메커니즘을 규명했다”고 밝혔다.

심근비대증은 다양한 병인에 의해 심근세포가 비대해지는 병리학적 현상으로써 심부전증과 부정맥 등을 수반하는 주요 심장질환이다.

칼시뉴린-엔팻(calcineurin-NFAT) 신호전달경로는 이러한 심근비대증의 유발에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

하지만 이 신호전달경로의 주요 조절 단백질로 알려진 알캔(RCAN1)의 기능에 대해 많은 논쟁이 이어져 왔지만 현재까지 그 구체적인 메커니즘이 밝혀지지 않았다.

KAIST 조광현 교수팀은 이렇게 복잡한 현상을 풀어내기 위해 수학 모델링과 대규모 컴퓨터시뮬레이션, 단일세포 분자 이미징 기술을 동원한 시스템생물학 융합연구를 활용했다.

이에 따라 어크(ERK)와 지에스케이(GSK3)로 구성된 스위칭 회로가 칼시뉴린-엔팻 신호전달경로를 조절한다는 것을 새롭게 밝혀냈다.

특히 이 연구에서는 알캔이 세포내 농도가 낮을 때 칼시뉴린(calcineurin)의 기능을 저해하는 억제자로서 기능하지만 그 농도가 증가하면 오히려 촉진자로서 기능하도록 세포 내 조절회로가 진화적으로 설계돼 있음을 최초로 알아냈다.

기존의 실험적 접근만으로는 해결할 수 없는 복잡한 생명현상을 IT-BT의 융합연구인 생체시스템모델링 및 바이오시뮬레이션 연구를 통해 새 해결책을 찾을 수 있는 가능성을 제시한 것이다.

이에 대해 연구팀은 “이번 연구를 통해 앞으로 이를 표적으로 하는 신약개발 및 관련 심장질환 응용연구에 중요한 발판을 마련하게 됐다”며 그 의의를 전했다.

이 연구는 교육과학기술부가 지원하는 한국연구재단 관련 사업으로 수행됐으며, 결과는 ‘저널오브셀사이언스(Journal of Cell Science)’의 2011년 1월 1일자 표지논문으로 선정돼 게재될 예정이다.