과학기술정보통신부와 한국연구재단은 대한민국 과학기술인상 7월 수상자로 세포가 스스로를 유지하고 재생하는 원리를 세계 최초로 규명해 노화 및 신경퇴행성 질환 연구의 전기를 마련한 서울대학교 생명과학부 노성훈 교수를 선정했다고 1일 밝혔다.

세포골격은 세포의 형태 유지와 물질 수송, 세포 분열에 필수적인 구조지만 노화와 질병이 진행되면 세포골격이 손상돼 불안정해지고 재생 능력이 저하된다. 세포골격 이상은 신경퇴행성 질환, 암, 근육질환 등과 밀접하게 관련되어 있으나 세포골격이 분자 수준에서 어떻게 형성되고 재생되는지 구체적인 기전이 밝혀지지 않아 생명과학의 난제로 남아 있었다.

노성훈 교수는 기존 연구들이 '세포의 뼈대'에만 집중했던 한계를 넘어 세포골격의 핵심 단백질인 튜불린을 관리하는 샤페론 단백질에 주목하고, 초저온전자현미경을 활용해 튜불린과 샤페론의 결합 과정을 원자 수준에서 분석해 세포골격이 생성되고 재활용되는 과정을 단계별로 규명했다.

연구 결과, 여러 샤페론 단백질이 하나의 초대형 복합체를 형성해 정상적인 튜불린만을 선별해 조립하고, 손상되거나 잘못 조립된 튜불린은 다시 분해해 재활용하는 것으로 나타났다. 즉 세포골격은 단순히 만들어지는 구조물이 아니라 지속적으로 점검·수리·재활용되는 '양방향 품질관리 시스템'에 의해 유지된다는 사실을 세계 최초로 밝혔다.

이번 연구는 세포골격 연구의 패러다임을 단순한 구조 형성 연구에서 재생과 복구 메커니즘 연구로 확장했다는 점에서 의미가 크다. 또한 세포 재생과 노화의 근본 원리를 제시해 치매나 암 등 관련 질환의 새로운 치료 전략 개발과 재생의학 발전에 중요한 기반이 될 것으로 기대된다.

노성훈 교수는 "이번 연구는 세포가 단순히 단백질을 만드는 것이 아니라, 기능을 가진 상태까지 관리하는 정교한 시스템을 갖추고 있다는 사실을 보여줬다"며 "이러한 원리를 이해하게 되면 노화 과정에서 어떤 품질관리 체계가 무너지는지, 암세포는 어떻게 이를 변형하여 활용하는지, 그리고 손상된 조직의 재생 능력을 어떻게 회복시킬 수 있는지에 대한 중요한 단서를 얻을 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구성과는 국제학술지 사이언스에 2025년 10월 게재됐다.

yjra@news1.kr