단백질 메타오닌, 암세포 증식 돕는다

세포가 암을 일으키기 위해서는 복제를 촉진하는 유전자는 활성화 되어야 하고, 세포사멸을 촉진하는 유전자는 비활성화 되어 있어야 한다.  

초파리를 이용한 최근 연구에서, 연구원들은 파리로부터 필수 아미노산을 빼앗는 것이 암 세포의 성장 경로를 끄면서 암 세포의 사망 경로를 계속 켜둘 수 있다는 것을 발견했다. 이 발견은 암 세포의 사멸을 유도하는 약물 개발에 대한 단초를 제공한다. 동물의 한 세포가 걷잡을 수 없이 분열하여 확산이 될 때 암 종양이 생기기 때문이다. 

인간과 같은 다세포 유기체들은 보통 이런 일이 일어나는 것을 막는 여러 가지 견제와 균형을 발전시켜 왔다. 예를 들어 세포는 능력을 잃기 전에 일정 횟수의 분열만 할 수 있고, 통제되지 않는 성장을 막기 위해 세포사멸을 유도할 수 있다. 

암을 유발할 수 있는 일부 유전자는 안전장치가 내장된 것으로 보이는데, 이는 세포 증식뿐만 아니라 세포사망도 촉진한다는 것을 의미한다. 이러한 암 유전자 중 하나인 ‘온코제네’는 SRC라고 불린다.  

과학자들은 유전자의 하류 효과를 차단하는 여러 가지 약을 개발했지만 화학요법 실험에서는 성공하지 못했다. 그 이유는 그 약물이 암을 유발하는 경로와 암을 억제하는 경로를 모두 차단했기 때문이다.

일본 고베에 있는 RIKEN 생물 시스템 역학 연구센터의 연구원들은 이 단일 유전자가 세포에 대해 어떻게 정반대의 영향을 미칠 수 있는지 밝혀낸 국제팀을 이끌었다.

초파리에서 유전자의 역할을 연구함으로써, 그들은 어떻게 그것이 세포의 성장과 죽음을 촉진하는지를 발견했다. 결정적으로 그들은 또한 성장을 억제하는 경로를 폐쇄하지 않고 암을 촉진하는 경로를 차단할 수 있는 가능한 방법을 발견했다.

연구원들은 파리가 섭취하는 음식에서 메티오닌이라고 불리는 아미노산의 양을 제한하는 것이 바람직한 효과를 가지고 있다는 것을 발견했다.

연구를 이끈 사칸 유 박사는 "우리는 식이성 메티오닌의 양을 조절하는 것이 세포 증식에 영향을 줄 수 있지만 세포 사망에는 영향을 미치지 않는다는 것을 알게 되어 흥분되었다"고 밝혔다. 

이 연구는 4월 27일 국제 학술지인 이라이프(eLife)지에 실렸다.

아미노산은 단백질의 분자 구성 요소다. 육류와 달걀에 풍부한 메티오닌은 몸이 스스로 만들 수 없기 때문에 '필수' 아미노산으로 알려져 있다. 많은 증거는 대부분의 암이 식단에서 메티오닌에 의존한다는 것을 암시하고 있다. 메티오닌이 낮은 식단을 먹은 쥐가 암 치료에 더 잘 반응한다는 연구결과가 이미 나온바 있다. 기타 연구에서 암세포가 일반적으로 성장 및 생존을 위해 식이성 메티오닌에 의존한다는 것을 발견했다.

유 박사와 그의 동료들은 초파리의 유전자를 연구함으로써 메티오닌에 대한 그들의 결론에 도달했다. SLPR 단백질이 세포 증식과 죽음에 영향을 미친다는 것을 처음으로 밝혀낸 것이다. 이 단백질은 동시에 P38과 JNK의 두 다른 단백질을 활성화시켰다.

연구원들은 또한 JNK 단백질이 세포의 죽음을 초래하는 경로를 조절하는 반면, P38 단백질은 세포의 증식을 유도하는 경로를 조절한다는 것을 발견했다. 과학자들은 P38의 활동이 식단의 영양소에 크게 의존하고 있다는 것을 깨달았다. 추가로 이어진 실험에서 단백질의 메타오닌 섭취를 제한했을 때 암 세포의 증식에 관여하는 P38의 활동이 현저히 줄어든 것을 확인했다. 

하지만 이 결론은 초파리 실험에서 밝혀진 것으로 사람에게 적용이 되는지는 임상시험을 통해 밝혀져야 한다. 

유 박사 또한 “현재, 파리 연구를 통해 밝혀낸 이 작용이 사람에게도 동일하게 적용될지는 임상실험을 통해서만이 밝혀낼 수 있을 것이다. 이것을 밝혀내는 것이 우리 연구의 다음 목표”라고 밝혔다.