몸 속 지방, 운동 대신 약물로 태울 수 있다

생공연-카이스트 연구팀, 갈색 지방 열 생성 제어 단백질 규명 성공

국내 연구진이 비만 치료에 도움이 될 만한 연구 결과를 내놨다. 체내 지방 중 체온 유지를 위해 사용되는 갈색 지방 조직 연소를 담당하는 단백질을 규명했다. 이를 활용하면 에너지 소모를 촉진하게 만들어 비만 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원은 김원곤·배광희 대사제어센터 박사가 서재명 카이스트(KAIST) 교수와 함께 갈색 지방의 열 생성을 제어하는 새로운 단백질을 규명하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

갈색 지방 조직은 지방 저장 기능을 가진 백색 지방 조직과 다르게 지방을 연소시켜 체온을 유지하고 추위를 견디게 하는 작용을 한다. 추위에 노출되면 인체는 골격근이 수축, 이완하며 열을 만들어 내지만 이것만으로는 체온 유지가 어려워 골격근, 내장근, 갈색 지방 조직 등이 추가로 열을 발생시키며 체온을 유지해 나간다. 때문에 갈색 지방 조직은 겨울잠을 자는 동물에서 풍부하게 나타나며, 인간은 신생아 때는 많다가 성인이 되면 사라지는 것으로 알려졌으나 최근 연구 결과에 따르면 성인이 되어도 일부 남아있는 것으로 파악되었다.

특히 갈색 지방 조직은 나이나 대사적 활성 특히 비만과 반비례 관계인 것으로 나타나 비만이나 대사질환 제어의 새로운 타깃으로 떠오르고 있다. 연구팀은 LETMD1(LETM1 Domain Containing 1) 단백질이 에너지를 열로 전환하는 조절인자라는 사실을 새롭게 밝혀내었다. LETMD1 단백질은 다양한 암세포에서 많이 발견되어 종양 억제와 관련된 유전자로 알려져 있다.

연구팀은 유전자 발현 분석 결과와 단백체 분석 결과를 기반으로 LETMD1 단백질이 갈색지방조직의 발달 과정에서 선택적으로 발현하고 있다는 사실을 발견하였다. 또 이에 착안해 LETMD1 단백질을 제거한 마우스를 추위에 노출시키자 기존 갈색지방조직의 열 생성 유전자로 알려진 UCP1 (Uncoupling Protein 1)의 발현이 억제되면서 체온과 호흡을 유지하지 못한다는 결과를 확인했다. LETMD1이 UCP1보다 상위에서 열 생성에 관여함을 최초로 규명하였다. 나아가 LETMD1 단백질이 갈색지방 내 미토콘드리아 기질에 위치한다는 사실도 알아내었다. 그동안 LETMD1 단백질은 미토콘드리아 외막에 위치하는 것으로 알려졌으나, 근접 표지 효소를 이용해 분석한 결과 미토콘드리아 기질에 위치하는 것을 확인하였다.

김원곤 박사는 “이번 연구성과는 착한 지방인 갈색 지방 조직의 열 생성 조절인자로 널리 알려진 UCP1보다 LETMD1 단백질이 상위에서 작용함을 최초로 밝혀낸 것"이라며 "LETMD1 단백질 제어를 통해 비만과 같은 대사성 질환의 치료와 예방 연구에 활용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 바이오 분야 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications·IF 17.694) 온라인판에 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr