[이달의 과학기술자상] 서판길 포항공대 생명과학과 교수

성장호르몬 조절 '생체 스위치' 규명

생체신호 전달하는 핵심 효소의 존재 확인

암유발 메커니즘 새 패러다임도 국제학계 제시

당뇨등 대사성 질환 치료 연구에 큰 도움 기대

이달의 과학기술자상 8월상을 수상한 서판길(사진 왼쪽에 두 번째) 포항공대 교수가 소속 연구원들과 함께 기념촬영을 하고 있다.

그림과 같이 성장 호르몬에 의해 'Jak2'와 'STAT5'단백질은 활성화(ON) 과정을 거쳐 성장 유전자 발현 및 대사 작용을 촉진시킨다. 그러나 PLC-γ1(그림 상 P)은 Jak2 및 'PTP-1B'와의 다중 결합이 이뤄질 경우 활성화된 Jak2와 STAT5 신호 전달 메커니즘을 억제(OFF)한다. 이를 통해 서 교수는 PLC-γ1은 성장 호르몬 신호를 정교하게 조절하는 스위치 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 규명했다.

'발상의 전환'이 세계적 연구 성과를 도출했다.

이달의 과학기술자상 8월 수상의 영예를 거머쥔 서판길 포항공대(포스텍) 생명과학과 교수는 마치 전기를 제어하는 스위치처럼 사람 몸 속에도 세포의 성장과 발육을 조절하는 이른바 '생체 스위치'가 존재할 것이라고 믿었다.

그리고 쥐 세포를 유전자 변형으로 조작, 수 많은 실험 끝에 실제 인체 성장과 노화를 관장하고 생체 기능의 많은 부분과 연관된 생체 스위치의 존재를 발견했다.

복잡한 인체 구조 만큼이나 다소 복잡한 이름을 가진 '포스파리파제C-감마1(PLCγ1)'이라는 효소가 그것이었다. 서 교수는 'PLCγ1'이 'PTP-1B'와 결합할 때 뇌에서 분비된 성장호르몬의 신호전달이 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다.

서 교수에 따르면 사람의 몸은 생체 신호 전달이라는 개념이 있어야만 설명할 수 있는 구조를 가지고 있다. 그는 "화살표를 따라 움직이는 단순한 일련과정이 아닌, 분자들의 상호작용에 의해 신호를 활성화시키거나 억제할 수 있는 시스템이 체내에 존재하고 있다"며 "따라서 이를 제어하는 스위치 역할을 하는 분자가 분명 존재할 것이라고 연구 당시 굳게 믿고 있었다"고 말했다.

이에 서 교수는 생체 신호 전달의 핵심 효소로 알려진 '포스파리파제C(PLC)'의 동위 효소를 분리 정제해 유전자를 복제하는 식으로 자신의 믿음을 검증해갔다. 이 과정에서 'PLCγ1'이 성장 인자 등에 의해 활성화하고 세포 내 인지질을 가수분해해 2차 신호 전달물질을 생성한다는 사실을 처음으로 확인했다.

서 교수는 "유전자 적출 쥐를 통해 실험한 결과 세포성장에 관여하는 PLCγ1이 PTP-1B와 결합할 때 신호전달이 잘 되지 않은 것으로 나타났다"며 "이는 유전자 PLC-γ1을 매개로 하는 다중 결합체 형성은 성장 호르몬 신호를 쉽게 조절할 수 있는 새로운 신호 전달 조절 장치임을 의미하는 것"이라고 설명했다.

서 교수는 또 'PLCγ1'이 단백질 결합을 통해 세포의 성장 신호를 증폭, 암 생성을 촉진시킨다는 점을 함께 규명, 암을 유발하는 매커니즘에 대한 새로운 패러다임을 국제 학계에 제시했다. 이 같은 연구성과는 지난해 발표되자 마자 세계적 과학저널인 '네이처 셀 바이올로지' 11월 인터넷판에 게재됐다.

뿐만 아니라 서 교수는 지난 89년 포항공대에 부임한 이후 지금까지 ▦세포의 신호전달 관련 단백질의 정체 규명 ▦신경세포에서의 신호전달 기전 연구 ▦성장인자에 의한 암 발생 기전 등의 연구를 중심으로 총 180여편의 논문을 국제 학술지에 발표, 약 6,000회의 피인용횟수를 기록하고 있다.

서 교수는 "성장호르몬이 세포로 전달돼 성장과 분화에 미치는 영향은 많은 연구를 통해 밝혀졌지만 구체적인 과정은 그 동안 알려지지 않았다"며 "호르몬 과다 분비가 원인인 암과 당뇨 등 대사성 질환치료 연구에 보탬이 될 것"이라고 기대했다.