숙명여자대학교 약학부 김용기 교수 연구팀,

미토콘드리아와 활성산소종 사이의 악순환 고리에서 건강노화의 길을 찾다

l  활성산소종에 의한 미토콘드리아 역동성 붕괴의 핵심 분자 발굴

l  세포노화 제어를 통한 항노화 전략 수립의 길 열려

숙명여자대학교 약학부 김용기 교수 연구팀이 미토콘드리아 역동성과 활성산소종 발생 사이의 악순환 고리를 연결하는 핵심 분자 표적을 처음으로 밝혀내어 주목받고 있다.

본 연구팀은 이번 연구를 통해 정상 상태에서 세포질에 소량 존재하는 단백질 아르기닌 메틸화 효소 CARM1에 의해 DRP1이 메틸화되어 미토콘드리아 분열을 유도하며, 이 과정에서 발생한 활성산소종이 CARM1의 세포질로의 이동을 가속시킴으로써 CARM1-DRP1-활성산소종의 악순환 고리가 완성된다는 사실을 밝혔다. 이 과정을 통해 세포 내 산화적 스트레스가 축적되고 세포노화가 일어난다는 사실을 증명하였다. 따라서 CARM1 저해를 통해 이 악순환의 고리를 끊는 것이 세포노화를 막을 수 있을 뿐 아니라 건강노화를 위한 주요한 전략이 될 수 있다.

본 연구성과는 5월 31일 생화학·분자생물학 분야의 세계적 전문 학술지 "Redox Biology (IF 11.4, JCR 6.8%)" 온라인판에 공개되었으며, 2024년 7월호에 정식 게재될 예정이다.

이번 연구는 조예나 학생(숙명여대 약학부 22년 졸업, 석·박통합 5학기 재학 중)이 단독 제1 저자로 일궈낸 연구 성과로서 학부 인턴 과정부터 지금까지 연구에 집중한 결과이다. 본 연구진은 “이번 연구의 성과와 경험을 바탕으로 미토콘드리아 항상성 및 에너지 대사 조절 과정에서 CARM1의 역할에 관한 후속 연구를 수행하고 있으며, CARM1 저해제 개발을 통한 건강노화 연구에 힘쓰고 있다.”고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 선도연구센터(MRC) 사업과 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 진행되었다.

*논문명: ROS-mediated cytoplasmic localization of CARM1 induces mitochondrial fission through DRP1 methylation. https://doi.org/10.1016/j.redox.2024.103212

그림. 세포노화에서 CARM1-DRP1-활성산소종 사이의 악순환 고리

[조예나 학생 - 제1저자] [김용기 교수 - 교신저자]