운동에 의한 근육 미토콘드리아 생합성 촉진 기전 규명
고려대학교 홍정호 교수(생명과학부)연구팀은 이화여대 황은숙 교수(약학과)와의 공동 연구를 통해 근육내 미토콘드리아 생합성 과정의 새로운 기전을 규명하였다. 본 연구 결과는 Nature Communications에 2022년 2월 3일자로 온라인 출판되었으며, 본교 대학원 생명과학과에서 박사학위 취득 후 연구교수로 재직 중인 황준하 박사(사진 1)가 제 1저자로 참여하였다.
미토콘드리아는 에너지 생성 소기관이며, 미토콘드리아 생합성은 운동을 포함한 세포 외 자극에 의하여 촉진되어 증가된 에너지 요구량을 충족하게 된다. 현재까지 미토콘드리아 생합성의 주요 조절 인자로서 PGC1α가 알려져 있으며, 미토콘드리아 DNA의 전사 및 복제를 조절하는 Tfam의 전사를 촉진하여 미토콘드리아 생합성을 유도함이 보고되었다. 그러나 미토콘드리아 생합성의 분자생물학적 기전은 잘 알려지지 않은 부분이 많았다. 홍정호 교수 연구팀에서는 TAZ 단백질이 근육 세포내 mTOR신호를 통해 Tfam의 번역을 촉진하고, 이를 통해 미토콘드리아 생합성을 촉진하는 새로운 기전을 규명하였다. 더불어 운동을 통해 유도되는 근육 미토콘드리아 생합성 과정에 있어 TAZ 단백질이 중요함을 보고하였다.
본 연구에서는 PGC1α와는 다른 조절 기전을 가지는 새로운 미토콘드리아 생합성 조절 단백질로 TAZ를 제시하였으며, 연구 결과는 미토콘드리아와 관련된 다양한 생물학적 기능 및 질환 규명에 기여할 것으로 기대된다.
[사진 1] 황준하 박사
[그림 1] 운동에 의한 근육 미토콘드리아 생합성 경로