유자형 교수 연구팀. 하단 중앙이 제1저자인 김상필 연구원. 별도 사진이 유자형 교수. UNIST 제공 인공 단백질 고분자로 암세포만 골라 죽이는 기술이 개발됐다. 부작용과 내성이 적은 새로운 항암제 개발에 기대를 모으고 있다.
UNIST(울산과학기술원) 유자형·곽상규 교수팀은 영남대학교 진준오 교수팀과 협력해 암세포의 미토콘드리아 내부에서 스스로 결합하는 단일 분자(단량체)를 개발했다고 16일 밝혔다.
단량체 여러 개가 중합 반응으로 결합해 단백질 고분자가 된다. 정상세포에서는 중합 반응이 안 일어나 암세포만 골라죽일 수 있다.
암세포는 세포 내부에 활성산소가 많다는 특성이 있는데 연구진은 바로 이점에 주목해 단량체 분자 구조를 디자인했다.
단량체 분자들이 이황화결합으로 연결되게 설계한 것이다.
이황화결합은 활성산소가 많은 암세포의 미토콘드리아 내에서는 쉽게 분해되지 않는 결합이다.
합성된 작은 크기의 단백질 고분자는 미토콘드리아 막을 공격해 산화성 스트레스를 주게 되고 이 때 생긴 활성산소가 이황화결합을 더 촉진해 큰 단백질 고분자를 만든다.
즉, 선순환 시스템이라는 것이다.
인공 단백질 고분자 중합을 통한 암세포 사멸 유도 모식도. 그림 UNIST 제공이러한 거대 고분자들이 동시다발적으로 미토콘드리아 막을 공격하면 미토콘드리아가 파괴돼 암세포가 죽게 된다.
세포 안에 위치한 미토콘드리아는 세포에 에너지를 공급하는 기관이다.
연구팀은 단량체 물질을 쥐의 피부암(SCC7) 조직에 직접 주입해 종양 크기가 3주안에 절반 이하로 작아진 것으로 확인했다.
연구팀은 "이번에 개발한 방법은 세포 내 단백질 모방 물질을 생성시켜 세포의 운명을 조절하는 방식"이라며 "암 치료 뿐만 아니라 다양한 질병 치료제 개발로 이어질 것으로 기대한다"고 했다.
연구 결과는 국제학술지인 에이씨에스 나노(ACS Nano)에 지난 3일자로 게재됐다.