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진시황이 찾던 불로초 "카이스트, 젊은 세포로 되돌리는 역노화 원천기술" 개발

조교수팀, ‘PDK1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1)’ 발견

  • Editor. 김문선 기자
  • 입력 2020.11.30 12:17
  • 수정 2022.04.05 10:06
  • 댓글 0
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카이스트(KAIST) 바이오및 뇌공학과 조광현 교수팀은 늙은 세포를 '회춘'시킬수 있는 역 노화의 초기 원천기술을 개발했다고 밝혔다. (사진=기사와무관함. 케이티이미지뱅크 )

인체 세포의 노화를 되돌릴 수 있는 원천기술을 국내 연구진이 세계 최초로 개발했다.

카이스트(KAIST) 바이오및 뇌공학과 조광현 교수팀은 시스템생물학 연구를 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 정상적인 젊은 세포로 되돌리는 역 노화의 초기 원천기술을 개발했다고 밝혔다.

PDK1의 발현을 억제한 뒤 노화된 인간 진피 섬유아세포의 세포노화 표지 인자들을 확인해 `회춘 효과'를 입증 (자료=카이스트)

늙은 세포를 젊은 세포로 되돌리는 방법은 학계에 이미 제시된 바 있지만 암이 생기는 부작용 위험이 있어 실제 활용되지는 못하고 있었다. 이 방법은 노벨 생리의학상 수상자인 야마나카 신야 교수가 제시했는데 이미 분화된 세포를 역분화시키는 것으로 4개의 'OSKM(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) 야마나카 전사인자'를 일시적으로 발현시켜 후성유전학적 리모델링을 일으킴으로써 노화된 세포를 젊은 상태로 되돌리는 부분적 역분화 전략이다.

조 교수팀은 부작용을 해결하기 위해 시스템생물학 연구 방법을 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 정상적인 젊은 세포로 되돌릴 수 있는 핵심 조절인자를 찾아냈다.

4년에 걸친 연구 끝에 단백질 합성, 세포의 성장 등을 조절하는 mTOR와 면역 물질 사이토카인의 생성에 관여하는 NF-kB를 동시에 제어하고 있는 상위 조절 인자인 'PDK1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1)'을 발견한 것이다.

PDK1은 면역물질인 사이토카인 생성에 관여하는 유전자로, 이것을 억제함으로써 안전하게 역분화가 가능하다는 사실을 연구팀이 밝혀냈다.

연구팀은 세계 최초로 사람의 피부 세포(진피 섬유아세포)로 만든 3차원 노화 피부 모형을 통해 방법이 피부에 미치는 영향을 조사했다. PDK1의 기능을 억제하는 물질 'BX795'를 피부 모형에 첨가했더니 콜라겐 합성이 늘어나고 피부 재생력이 높아지는 등 젊은 피부의 특성을 보였다.

이번 연구 결과는 새로운 노인성 질환의 치료 기술과 회춘 기술에 관한 연구를 본 궤도에 올려놓은 초석을 다진 획기적인 연구로 평가받고 있다.

조교수는 “역노화 기술은 노화된 피부 등을 포함한 노화 현상 및 많은 노인성 질환의 발생을 사전에 억제할 수 있도록 근본적인 치료전략을 제시한 것”이라며 “건강 수명을 오랫동안 유지하고 싶은 인류의 꿈을 실현하는데 한 걸음 다가선 결과”라고 설명했다.

카이스트 바이오및 뇌공학과 안수균 박사과정, 강준수 연구원, 이수범 연구원과 아모레퍼시픽의 바이오사이언스랩이 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)' 최근호에 실렸다.

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