눈의 부분별 성장속도 조절 원리 규명
김진우 KAIST 교수, 'Nf2 종양억제유전자' 새로운 기능 발견
Nf2 유전자 결핍 생쥐의 안구 발달 이상.<사진=한국연구재단 제공>국내 연구팀이 눈의 부분별 성장속도 조절 원리를 규명했다.
한국연구재단(이사장 조무제)은 김진우 KAIST 교수 연구팀이 눈의 성장을 조절하는 유전자를 발견하고 각 구획별 발달 속도에 차이가 나는 원리를 규명했다고 17일 밝혔다.
눈의 신경조직 발달은 시신경 상피세포들이 세 개의 구획인 ▲망막 ▲망막색소상피세포층 ▲섬모체로 나뉘면서 시작된다. 처음에 유사한 성격을 가졌던 이들 조직은 점차 다른 속도로 성장하면서 서로 다른 크기와 고유한 특성을 갖는다.
망막색소상피세포는 망막의 가장 바깥 부분에 단층으로 존재한다. 망막 발달에 관여하고 간상세포와 원추세포를 보호하는 역할을 수행한다. 섬모체는 홍채와 연결된 구조로서 수정체의 두께를 조절해 초점을 맞추는 기능을 한다.
섬모체와 망막색소상피세포층은 망막보다 성장 속도가 느린 특징이 있다. 이들 조직의 발달 이상은 눈이 정상적으로 성장하지 못한 소안증과 깊은 관련이 있다. 그러나 이들 시신경 조직들 사이의 성장 속도에 차이가 나는 이유는 의문으로 남아있었다.
연구팀은 종양 억제 인자로 잘 알려진 'NF2 유전자'가 섬모체와 망막색소상피세포에서 많이 발현되는 것을 발견하고 이 유전자의 기능과 안구 조직별 성장 차이의 연관성을 조사했다.
생쥐의 섬모체에서 NF2 유전자를 제거하면 섬모체가 과성장하면서 정상적인 단일층 구조를 형성하지 못하고 결국 생쥐에게 소안증이 발생했다. NF2 유전자가 사라지면 히포신호전달계가 정상적으로 활성화되지 못했다. 섬모체의 과도한 성장이 일어났다.
연구팀은 Nf2 유전자가 각 구획의 세포분열 속도를 조절하는 스위치 역할을 한다는 것을 확인했다. 망막 조직에서는 Nf2 유전자 발현이 저해돼 빠르게 조직이 성장하는 반면, 망막색소상피세포에서는 Nf2 유전자 발현이 활성화돼 조직 성장이 멈춘다. 두 조직 사이에 위치한 섬모체에서는 Nf2 유전자가 일정 수준으로 유지되면서 서서히 성장한다.
김진우 교수는 "이번 연구는 NF2 유전자와 같은 세포 성장 억제인자가 눈의 각 지역마다 다르게 작용해 상이한 성장을 유도한다는 점을 밝힌 것"이라며 "이는 눈뿐만 아니라 여러 기관 형성에 공통적으로 적용될 수 있는 원리로서 다양한 선천적 기관 발달의 이상을 이해하는 단서를 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편, 이번 연구 성과는 발달생물학분야 '디벨로프멘탈 셀(Developmental Cell)'에 지난 14일 게재됐다.
김진우 교수, 발달과정 세포 간 정보전달 원리 규명
