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비만을 유도하는 후성유전적 변화 과정 최초규명

비만을 유도하는 후성유전적 변화 과정, 세계 최초 규명
- 비만 예방 치료제 개발에 새로운 이정표 제시 -
 
지방세포 분화 억제 유전자 조절을 통한 비만 만성대사질환 극복 가능
한정환 교수팀, 생물학 분야 세계적 학술지 몰레큘라 (Molecular Cell) 논문 게재
미래창조과학부(장관 최양희) 체내 신호전달물질로 알려진 S6K1* 유전자 발현 변화 과정을 통해 지방세포의 수를 증가시켜 비만을 유도한다는 사실이 국내연구진을 통해 세계 최초로 규명되었다 밝혔다.
* S6K1 : 에너지 섭취에 의해 활성화되는 체내 신호전달물질로,세포의 성장, 노화, 증식 다양한 생명현상에 중심적인 역할을 한다.
 
한정환 교수(성균관대) 연구팀 미래창조과학부 기초연구사업(집단연구) 지원으로 연구를 수행했으며, 연구는 세포생물학 분야의 세계적 학술지 몰레큘라 (Molecular Cell)’ 4 14일자에 게재되었다.
 
o 논문명과 저자 정보는 다음과 같다.
- 논문명 : S6K1 Phosphorylation of H2B Mediates EZH2 Trimethylation of H3: A Determinant of Early Adipogenesis
- 저자 정보 : 한정환 교수 (교신저자, 성균관대), George Thomas (공동교신저자, 바르셀로나 IDIBELL), 이상아 박사 (1저자, 성균관대)
논문의 주요 내용은 다음과 같다.
1. 연구의 필요성
비만은 에너지 불균형에 의해 체지방이 과다하게 축적되는 상태를 의미하며 당뇨병, 고지혈증, 심장질환 각종 대사질환을 유발하여 건강을 위협한다. 최근 급격히 증가하는 비만 인구의 문제를 해결하기 위해 세계적으로 비만 치료를 위한 여러 연구가 진행되고 있다.
지방이 축적되는 기전 지방 조직 줄기세포가 지방세포로 분화되어 지방세포의 숫자가 늘어가는 지방세포의 과형성 비만의 초기단계, 특히 소아비만에서 매우 중요한 단계이다. 소아 과하게 생성된 지방세포는 성인이 되어도 없어지지 않으며 잉여 지방의 저장소를 제공하여, 언제든 다시 쉽게 살이 있는 체질로 만든다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 오랫동안 지방세포 분화 기전에 대한 연구가 진행되어 왔으나 아직도 완전히 규명되지 않았다.
 
2. 연구 내용
S6K1 에너지 자극에 의해 활성화되어 단백질 합성을 유도하는 신호전달물질인데 이것을 인위적으로 결핍시킨 쥐는 항비만 형질을 가지며 각종 대사질환 관련 지표의 수치도 감소된다는 사실을 발견하였다. 이는 기존의 S6K1 작용으로는 설명할 없어 S6K1 새로운 역할에 대해 실험을 결과 지방세포 분화과정에서 S6K1 활성화 된다는 것을 확인하였다.
줄기세포에서 활성화된 S6K1 히스톤* 단백질과 결합하는 과정을 통해 지방 세포 분화 억제 유전자인 Wnt 유전자의 발현을 감소시킴으로써 지방세포 분화를 촉진한다는 것을 밝혀냈다.
* 히스톤 단백질 : 뉴클레오솜(진핵세포에서 DNA 너무 길기 때문에 매우 밀집된 형태를 하고 있는데 밀집된 형태의 기본 구성단위) 이루기 위해 DNA 감겨 있는 단백질
특히 비만인 사람의 지방조직 아니라 고지방 섭취를 통해 비만을 유도한 실험용 쥐의 지방조직에서도 S6K1 활성화 되어 있고 그로 인해 후성유전학* 변화가 증가되어 있음을 관찰했다.
* 후성유전학(Epigenetics) : 유전자 서열 변화 없이 유전자의 발현 증가 또는 감소에 의해 표현형이 변하는 작동원리에 관한 학문
 
3. 연구 성과
이번 연구는 S6K1 후성유전학적 역할을 발견해낸 것으로, 이러한 후성유전학적 변화가 지방세포 분화와 관련된 유전자의 발현을 조절함으로써 지방세포의 수가 증가한다는 사실을 규명한 것이다. 이는 비만 예방 치료제 개발에 새로운 가능성을 제시하였을 뿐만 아니라 특히 소아비만의 대표적 양상인 지방세포 과다형성과 그로 인한 만성 대사질환의 치료 연구에 핵심적인 단초를 제공하였다.
또한 세포질의 신호전달물질로만 알려져 있던 S6K1 세포의 내부에서 후성유전학적 변화를 통해 유전자의 발현을 직접적으로 조절한다는 사실을 세계 최초로 밝힌 연구이다.
 
한정환 교수는 비만 치료제 개발에 있어 지방세포 분화의 원리를 밝히는 것은 매우 중요하다. 이번 연구는 S6K1 지방세포 분화를 조절한다는 사실을 규명하여, 비만치료에 새로운 이정표를 제시하였다. 특히 소아비만 그로 인한 만성대사질환의 예방 치료제 개발에 핵심 단초를 제공하였다. 연구 의의를 밝혔다.


자세한 내용은 붙임을 참고하시기 바랍니다.
 
2016.04.18 미래창조과학부
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