울산과학기술원(UNIST) 연구진이 인공 단백질 고분자를 세포 안에서 만들어 암세포를 죽이는 기술을 개발했다.

이 대학 유자형·곽상규 교수팀은 진준오 영남대 교수팀과 협력해 암세포의 미토콘드리아 내부에서 스스로 결합하는 단일 분자(단량체)를 개발했다고 16일 밝혔다. 부작용과 내성이 적은 새로운 항암제 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

연구진에 따르면 이 단량체 여러 개가 중합 반응으로 결합해 단백질 고분자가 되는데, 정상세포에서는 중합 반응이 일어나지 않아 암세포만 골라 죽일 수 있다.

암세포는 세포 내부에 활성산소가 많다는 특성이 있는데, 연구진은 여기에 주목해 단량체 분자 구조를 디자인했다. 단량체 분자들이 이황화결합으로 연결되도록 설계한 것이다.

이황화결합은 활성산소가 많은 암세포의 미토콘드리아 내에서는 쉽게 분해되지 않는 결합이다. 합성된 작은 크기의 단백질 고분자는 미토콘드리아 막을 공격해 산화성 스트레스를 주게 되고, 이때 생긴 활성산소가 이황화결합을 더 촉진해 큰 단백질 고분자를 만든다. 선순환 시스템이 작용하는 셈이다.

이러한 거대 고분자들이 동시다발적으로 미토콘드리아 막을 공격, 미토콘드리아가 파괴되고 암세포가 죽게 된다. 미토콘드리아는 세포에 에너지를 공급하는 기관이다. 연구진은 이를 동물 실험으로도 입증했다. 단량체 물질을 쥐의 피부암 조직에 직접 주입한 결과 종양 크기가 3주 안에 절반 이하로 작아졌다.

연구진은 “이번에 개발한 방법은 세포 내에서 단백질 모방 물질을 생성시켜 세포의 운명을 조절하는 방식으로, 암 치료뿐만 아니라 다양한 질병 치료제의 개발로 이어질 것으로 기대한다”라고 밝혔다.

이번 연구는 미국화학회(ACS)가 발행하는 학술지 ‘ACS 나노(Nano)’ 이달 3일 자에 게재됐다.방종근 기자 jgbang@kookje.co.kr