혹독한 환경에도 생명체가 살아남을 수 있었던 비결은?

원형생물의 단백질 합성과정을 그대로 흉내내며 생존

"혹독한 추위와 배고픔 속에서도 생명체는 어떻게 살아남을 수 있었을까?"

극한 상황에서의 생존에 대한 질문인데 결론부터 말하자면 사람 등 진핵생물이 박테리아와 같은 원핵생물의 단백질 합성 과정을 그대로 따라하며 단백질을 생성해 생존한다는 것이다.

포스텍(포항공대) 생명과학과 황철상 교수‧한국과학기술연구원(KIST) 이철주 책임연구원 팀은 단백질 합성에 관여할 수 있는 효소, '포밀메티오닐-트랜스퍼라제'가 극한 환경에서 진핵생물이 살아남을 수 있도록 하는 메커니즘을 밝혀냈다. 또 이 효소가 단백질의 수명을 결정짓는 분해에도 관여한다는 새로운 사실도 발견해 과학 분야 최고 권위지인 사이언스 8일자(현지 시간)를 통해 발표했다.

박테리아와 같은 원핵생물과 사람이나 효모와 같은 진핵생물의 생명현상은 비슷해 보이지만, 세포 속 일꾼인 단백질의 합성 방식에서부터 차이가 난다. 진핵생물은 아미노산 '메티오닌'부터 단백질을 만드는 반면, 원핵생물은 메티오닌의 변형체인 '포밀메티오닌'부터 단백질을 만들어나간다.

연구팀은 유전자 조작이 가장 쉬운 진핵생물인 효모를 이용해 5년간의 끈질긴 연구 끝에, 장기적인 저온 상태나 영양분 고갈 상태에서 포밀메티오닐-트랜스퍼라제가 미토콘드리아로 이동하지 않고, 세포질에 남아 포밀메티오닌부터 단백질을 합성하도록 한다는 사실을 밝혀냈다.

추위와 굶주림 등 극한 상황에서 생물체가 스트레스 환경에 적응하고 저항성을 높이는 과정을 설명하는 중요한 연구결과라는 게 학계의 평가다.

포스텍 황철상 교수는 "이번 연구는 지금까지 미스터리로 남아있던 포밀메티오닌의 숨겨진 생명현상을 최초로 밝혀냈다는 점에서 의미있다"고 했다.