시스템생물학과 서진수 교수 연구팀은 한국과학기술원 생명과학과 이승재 교수 연구팀, 한국생명공학연구원 이광표 박사 연구팀과 공동연구를 통해, 리보솜 품질 관리에 중요한 '펠로타(PELOTA)'단백질이 노화의 속도를 늦춘다는 것을 발견하고 최근 PNAS 저널에 보고하였다. (Pelota-mediated ribosome-associated quality control counteracts aging and age-associated pathologies across species. DOI: 10.1073/pnas.2505217122)

  그동안 mRNA는 단백질 합성을 위한 중간 산물에 불과하다는 인식이 강했다. DNA에 비해 불안정하고 수명이 짧아 정량적 분석이나 장기적 추적 연구가 어려웠기 때문이다. 이런 한계로 인해 RNA 자체의 생리적·기능적 역할에 대한 연구는 상대적으로 부족했다.

서진수 교수 연구팀 인간유도만능줄기세포로부터 제작된 정상 신경세포와 알츠하이머성 치매 신경세포 및 뇌 오가노이드 모델을, KAIST 이승재 교수 연구팀은 수명이 짧아 노화 연구에 널리 사용되는 예쁜꼬마선충을, 한국생명공학연구원 이광표 박사 연구팀은 생쥐 모델을 활용하여 리보솜 품질 관리 인자 펠로타가 장수에 필수적임을 발견했다.

  나아가 리보솜 품질 관리 시스템은 노화와 생체 내 에너지 대사 조절에 중요한 세포가 영양 상태나 성장 신호를 감지해 성장, 단백질 합성, 자가포식 등을 조절하는 경로인 'mTOR 신호 전달계'와 세포가 불필요하거나 손상된 성분을 스스로 분해하고 재활용하는 과정으로, 세포의 청소와 재활용 시스템인 '자가포식(autophagy) 경로'를 함께 조절한다는 사실을 밝혔다.

  펠로타가 결핍되면 mTOR가 비정상적으로 활성화되고 자가포식 기능이 억제되어 노화가 촉진되는 반면, 펠로타를 활성화하면 mTOR 억제 및 자가포식 유도를 통해 세포 항상성을 유지하며 수명을 연장할 수 있었다. 특히 주목할 점은 이 발견이 생쥐와 인간에게도 보존돼 있으며, 펠로타의 결손이 근육 노화 및 알츠하이머성 치매를 유발할 수 있음을 시사하는 결과를 보여줬다.

[그림] 연구 개요