세포내 신호전달 핵심구조 밝혔다

(아주경제 권석림기자) 교육과학기술부는 한국과학기술원(KAIST) 조광현 교수 연구팀이 대규모 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 세포내 신호전달 네트워크의 최소 핵심 구조, 이른바 ‘커널(Kernel)’을 찾아냈다고 22일 밝혔다.

생명체의 세포가 호르몬이나 약물 등 외부로부터 ‘자극’을 받아 특정 단백질을 만드는 ‘반응’에 이르기까지는 세포 내부의 단백질 및 유전자들은 네트워크 형태로 서로 영향을 미치며 신호를 전달해야 한다.

인간 세포의 경우 약 2000여개의 단백질이 약 8000여가지의 상호 작용을 통해 신호를 전달하는 네트워크가 존재한다.

이처럼 네트워크 규모가 매우 크고 복잡하기 때문에, 전통적 분자생물학 연구만으로는 그 구조를 파악하기가 쉽지 않다.

따라서 슈퍼컴퓨터 등 IT 및 시스템과학을 활용, 부분적 정보를 한 데 모아 생명현상을 종합적으로 분석하는 ‘시스템 생물학’ 차원에서 접 근해야 한다.

조 교수팀도 컴퓨터 시뮬레이션을 활용, 세포 내 신호전달 과정에서 나타나는 단백질 및 유전자간 영향관계를 그대로 유지하면서 불필요한 중간 단계의 단백질을 걸러내는 방식으로 네트워크의 기본을 이루는 가장 단순한 구조를 찾아 ‘커널’이라고 이름 붙였다.

연구진은 발견한 커널을 대장균, 효모, 인간 신호전달 네트워크에 적용한 결과 고등생명체일수록 네트워크에서 커널 이외 부분이 많다는 사실을 확인했다.