극지연구소, 남극 물고기에서 근육재생 단백질 규명

세계 최초로 근육 재생 및 성장을 조절하는 새로운 단백질과 그 작동 메커니즘 규명

 

극지연구소 남극 물고기에서 근육 재생․성장을 조절하는 새로운 단백질과 그 작동 메커니즘을 세계 최초로 규명했다고 21일 밝혔다.

의학계에서는 노화로 인한 근감소증과 암 같은 질병이 유발하는 극심한 근육 소모 '악액질(cachexia)' 치료제 개발이 활발히 이뤄지고 있다. 질병관리청의 2024년 국민건강영양조사에 따르면, 65세 이상 노인 10명 중 1명은 근감소증을 앓고 있다.

기존의 후보 물질들은 전신 대사 장애, 인슐린 저항성, 발암 위험 등의 부작용이 한계로 지적됐으나, 이 난제를 해결할 새로운 대안이 남극에서 발견된 것이다.

극지연구소 김진형 박사와 가천대학교 윤미섭 교수 공동 연구팀은 극한 저온과 높은 활성산소 환경의 남극 바다에 서식하는 남극검은돌치(Notothenia coriiceps)의 근육에서, 세포가 온도변화 및 물리적 충격을 받을 때 손상된 부분을 보호·복구하는 열충격단백질의 일종인 'Dnajb5'가 작동하고 있음을 처음으로 확인했다.

분석 결과, 이 단백질은 평상시 근육 안에서 단백질 합성을 지시하거나 에너지 생산을 조절하는 물질들과 각각 결합해 두 경로를 동시에 억제하는 '이중 브레이크' 역할을 수행하는 것으로 나타났다. 그러나 근육이 손상되거나 스트레스를 받으면 이 결합력이 약해지면서 브레이크 시스템이 해제된다.

실제 실험을 통해 확인한 효과는 강력했다. 근육이 손상된 실험용 쥐에서 Dnajb5 발현을 억제하자, 재생되는 근섬유의 단면적이 대조군보다 약 26%나 증가하며 근육 재생이 눈에 띄게 촉진됐다. 운동 능력도 향상됐는데 Dnajb5를 억제한 실험군은 대조군 대비 근력(악력)이 14% 향상됐으며, 지구력 테스트에서도 31% 더 오래 버텼다.

김진형 극지연구소 책임연구원은 “Dnajb5는 유독 근육 조직에 풍부하게 들어 있다.”라며 “이 단백질만 골라서 제어하면, 기존 치료제의 전신 부작용을 줄이고 근육에만 안전하게 재생을 유도할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 근육학 및 노인의학 분야의 세계 최고 권위 학술지인 악액질·근감소·근육 저널(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)에 이번 달(7월) 게재됐다.

신형철 극지연구소 소장은 “극한 환경에서 살아남기 위해 진화해 온 극지 생물의 생존 전략이, 인류의 난치성 질환을 치료하는 실마리가 될 수 있음을 보여준 성과”라며 “극지 생물자원의 가치와 가능성을 다시 한 번 확인한 계기”라고 말했다. / 정순학 기자