당이 세포를 이동시키는 방법
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2026-03-20 01:05:35
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당 분해 과정에서 생성되는 신호 분자가 세포 이동 촉발
우리 몸은 약 32조 개의 세포로 구성돼 있다. 세포들이 기능적인 전체를 이루기 위해서는 대부분 세포가 주변 환경에 단단히 고정되어 있어야 한다. 이는 세포 골격과 세포외 기질을 연결하는 단백질 구조인 초점 접착을 통해 이루어진다. 그러나 상처 치유나 배아 발달 과정에서 세포는 새로운 위치로 이동해야 한다. 이를 위해서 세포 접착을 해제하고 세포 골격을 재구성해야 한다.
1만8000개 단백질을 대상으로 한 차단 테스트
세포가 이러한 "이동"을 시작하고 조절하는 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 이에 라인란트팔츠주 카이저슬라우테른란다우 공과대학교(RPTU)의 레나르트 호프만(Lennart Hoffmann) 연구팀은 "기능 상실" 스크리닝 기법을 사용하여 세포 내 과정을 자세히 살펴보았다. 이 방법에서는 작은 RNA 분자를 이용하여 개별 단백질의 기능을 차단한다. 그런 다음 연구팀은 이러한 차단이 세포 기능에 어떤 영향을 미치는지 분석했다.
세포 이동에 관한 연구에서 연구팀은 1만8000개 이상의 단백질을 이 방식으로 테스트했다. 각 실험에서 연구팀은 세포의 접착 구조를 염색한 후 현미경과 AI 기반 이미지 분석을 통해 세포 단백질 고정체의 크기와 개수 변화를 평가했다.
당 분해 중간 생성물이 신호 전달 물질로 작용
연구팀은 실제로 효과를 발견했다. 세포 내 당 분해에 관여하는 효소인 알돌라아제(Aldolase) A와 포스포프룩토키나아제(Phosphofructokinase)를 억제하자 세포에 상당한 변화가 관찰되었다. 호프만과 그의 동료들은 "이 효소들이 사라지자 세포 접착점의 수와 세포 크기에 현저한 차이가 나타났다"고 보고했다. 동시에, 당 분해 중간 생성물이 이러한 세포에 축적되었다.
이 분자는 세포 "활성화"를 위한 신호 분자임이 밝혀졌다. RPTU의 수석 저자인 타냐 마리첸은 "당 대사 과정에서 생성되는 작은 화합물 중 하나인 프룩토스-1,6-비스포스페이트(FBP)가 당으로부터 에너지를 생성하는 중간 생성물일 뿐만 아니라 세포 골격과 접착점의 재구성을 위한 신호 물질이라는 것을 발견했다"고 밝혔다.
세포 대사와 이동성 간의 연관성
추가 분석 결과, 과당-1,6-비스포스페이트가 세포 내 Rac1이라는 단백질에 결합하는 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 Rac1이 활성화되어 세포골격 재구성이 촉발된다. 호프만 박사는 "활성화된 Rac1은 세포 전면에 새로운 세포골격 요소를 형성해 세포막이 팽창하게 한다"고 설명했다.
이 메커니즘의 발견은 세포 에너지 대사가 이동성과 어떻게 연결되는지를 설명함으로써 중요한 이해의 공백을 메워준다. 마리첸 박사는 "달리기 선수가 영양 부족 상태로 경주를 시작해서는 안 되는 것처럼, 세포 또한 에너지 집약적인 세포골격 재구성을 시작하기 전에 에너지 상태에 대한 피드백을 받아야 한다"고 설명했다.
전이 및 면역 세포에 중요
동시에, 이번 연구 결과는 알돌라아제와 같은 효소가 세포 이동의 초기 촉발에 핵심적인 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 이는 특정 암 종양에서 이 효소의 발현이 감소하는 이유, 그리고 이러한 종양이 더 자주 전이되고 암세포를 형성하는 이유를 설명해 준다. 호프만(Hoffmann) 연구팀은 T 세포와 수지상 세포와 같은 면역 세포 또한 이동성을 확보하기 위해 이 메커니즘을 이용할 가능성이 높다고 설명했다.
이러한 "당 이동"이 상처 치유나 혈관 생성과 같은 다른 이동 세포에도 관여하는지는 향후 연구를 통해 밝혀져야 할 것이다.
참도: Nature Cell Biology, 2026; doi: 10.1038/s41556-026-01911
출처: 독일 카이저슬라우테른-란다우 공과대학교
당 분해 과정에서 생성되는 신호 분자가 세포 이동 촉발
당이 세포를 이동시키는 방법
당 분해 과정에서 생성되는 신호 분자가 세포 이동을 촉발한다.
당은 세포에 에너지를 공급할 뿐만 아니라, 상처 치유, 배아 발달, 심지어 암세포에서도 세포 이동을 촉발한다. 연구자들은 세포 내에서 당이 분해될 때 생성되는 신호 분자가 세포를 이동시킨다는 사실을 발견했다. 이 분자는 세포 골격의 재구성을 시작하고 세포 접착을 해제한다. 세포는 이러한 "이동"을 통해서만 신체 내에서 이동할 수 있다.
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| ▲ 세포가 이동하려면 먼저 부착 부위에서 분리되어 세포골격을 재구성해야 한다. 연구진은 이제 이 과정의 촉발 요인을 발견했다. © koto_feja/ Getty Images |
우리 몸은 약 32조 개의 세포로 구성돼 있다. 세포들이 기능적인 전체를 이루기 위해서는 대부분 세포가 주변 환경에 단단히 고정되어 있어야 한다. 이는 세포 골격과 세포외 기질을 연결하는 단백질 구조인 초점 접착을 통해 이루어진다. 그러나 상처 치유나 배아 발달 과정에서 세포는 새로운 위치로 이동해야 한다. 이를 위해서 세포 접착을 해제하고 세포 골격을 재구성해야 한다.
1만8000개 단백질을 대상으로 한 차단 테스트
세포가 이러한 "이동"을 시작하고 조절하는 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 이에 라인란트팔츠주 카이저슬라우테른란다우 공과대학교(RPTU)의 레나르트 호프만(Lennart Hoffmann) 연구팀은 "기능 상실" 스크리닝 기법을 사용하여 세포 내 과정을 자세히 살펴보았다. 이 방법에서는 작은 RNA 분자를 이용하여 개별 단백질의 기능을 차단한다. 그런 다음 연구팀은 이러한 차단이 세포 기능에 어떤 영향을 미치는지 분석했다.
세포 이동에 관한 연구에서 연구팀은 1만8000개 이상의 단백질을 이 방식으로 테스트했다. 각 실험에서 연구팀은 세포의 접착 구조를 염색한 후 현미경과 AI 기반 이미지 분석을 통해 세포 단백질 고정체의 크기와 개수 변화를 평가했다.
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| ▲ 세포 내 액틴 필라멘트를 염색한 모습이다. 액틴 필라멘트는 세포골격을 형성하여 세포가 형태를 바꾸고 움직일 수 있도록 한다. 색깔은 서로 다른 층을 나타낸다. © Howard Vindin/ CC-by-sa 4.0 |
당 분해 중간 생성물이 신호 전달 물질로 작용
연구팀은 실제로 효과를 발견했다. 세포 내 당 분해에 관여하는 효소인 알돌라아제(Aldolase) A와 포스포프룩토키나아제(Phosphofructokinase)를 억제하자 세포에 상당한 변화가 관찰되었다. 호프만과 그의 동료들은 "이 효소들이 사라지자 세포 접착점의 수와 세포 크기에 현저한 차이가 나타났다"고 보고했다. 동시에, 당 분해 중간 생성물이 이러한 세포에 축적되었다.
이 분자는 세포 "활성화"를 위한 신호 분자임이 밝혀졌다. RPTU의 수석 저자인 타냐 마리첸은 "당 대사 과정에서 생성되는 작은 화합물 중 하나인 프룩토스-1,6-비스포스페이트(FBP)가 당으로부터 에너지를 생성하는 중간 생성물일 뿐만 아니라 세포 골격과 접착점의 재구성을 위한 신호 물질이라는 것을 발견했다"고 밝혔다.
세포 대사와 이동성 간의 연관성
추가 분석 결과, 과당-1,6-비스포스페이트가 세포 내 Rac1이라는 단백질에 결합하는 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 Rac1이 활성화되어 세포골격 재구성이 촉발된다. 호프만 박사는 "활성화된 Rac1은 세포 전면에 새로운 세포골격 요소를 형성해 세포막이 팽창하게 한다"고 설명했다.
이 메커니즘의 발견은 세포 에너지 대사가 이동성과 어떻게 연결되는지를 설명함으로써 중요한 이해의 공백을 메워준다. 마리첸 박사는 "달리기 선수가 영양 부족 상태로 경주를 시작해서는 안 되는 것처럼, 세포 또한 에너지 집약적인 세포골격 재구성을 시작하기 전에 에너지 상태에 대한 피드백을 받아야 한다"고 설명했다.
전이 및 면역 세포에 중요
동시에, 이번 연구 결과는 알돌라아제와 같은 효소가 세포 이동의 초기 촉발에 핵심적인 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 이는 특정 암 종양에서 이 효소의 발현이 감소하는 이유, 그리고 이러한 종양이 더 자주 전이되고 암세포를 형성하는 이유를 설명해 준다. 호프만(Hoffmann) 연구팀은 T 세포와 수지상 세포와 같은 면역 세포 또한 이동성을 확보하기 위해 이 메커니즘을 이용할 가능성이 높다고 설명했다.
이러한 "당 이동"이 상처 치유나 혈관 생성과 같은 다른 이동 세포에도 관여하는지는 향후 연구를 통해 밝혀져야 할 것이다.
참도: Nature Cell Biology, 2026; doi: 10.1038/s41556-026-01911
출처: 독일 카이저슬라우테른-란다우 공과대학교
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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