체내에서 지방을 태우는 동시에 새로운 지방세포가 만들어지는 과정까지 억제하는 단백질이 발견됐다. 연구진은 이 단백질을 제거하자 세포의 에너지 소비가 크게 늘고 지방 연소가 활발해졌으며, 새로운 지방세포의 생성도 어려워졌다고 밝혔다.
지방을 저장할지 태울지 결정하는 단백질
이스라엘 와이즈만 과학연구소 연구진은 ‘미치(Mitch)’라는 별칭으로 불리는 단백질 ‘엠티시에이치2(MTCH2)’가 세포의 에너지 사용과 지방 저장을 조절하는 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했다.
연구진은 사람의 세포에서 MTCH2를 제거한 결과 지방과 탄수화물의 연소가 크게 증가했고, 새로운 지방세포가 만들어지는 과정도 크게 감소했다.
이번 연구는 앞선 동물실험 결과를 설명해 준다. 근육에서 MTCH2가 제거된 생쥐는 비만이 잘 생기지 않았고 근지구력이 향상됐으며 운동 능력도 크게 좋아졌다. 심장 기능 역시 개선된 것으로 나타났다.
연구진은 그 원인을 세포 속 에너지 생산기관인 미토콘드리아에서 찾았다.
미토콘드리아는 서로 연결된 거대한 네트워크를 이루면 에너지를 효율적으로 생산하지만, 작은 단위로 분리되면 효율이 떨어진다. 에너지 생산 효율이 낮아질수록 세포는 부족한 에너지를 보충하기 위해 지방과 탄수화물, 단백질을 더 많이 소비하게 된다.
MTCH2는 이러한 미토콘드리아의 결합을 조절하는 단백질이었다.
유전자 편집 기술로 사람 세포에서 MTCH2를 제거하자 미토콘드리아 네트워크가 분리되면서 세포는 지속적인 에너지 부족 상태에 놓였다. 그 결과 에너지 생산을 위해 지방을 포함한 다양한 영양소를 더 많이 연소하기 시작했다.
연구진은 100여 종 이상의 대사 물질을 분석한 결과 세포 호흡이 증가했고, 지방이 세포막에 저장되지 않고 에너지원으로 사용되는 현상이 뚜렷하게 나타났다고 설명했다.
또한 일반 세포가 탄수화물과 단백질을 주로 사용하는 것과 달리 MTCH2가 없는 세포는 지방을 주요 연료로 활용하는 비율이 크게 높아졌다.
새로운 지방세포 생성까지 억제
연구진은 MTCH2가 지방세포가 만들어지는 과정에도 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다.
지방세포는 전구세포가 성장하고 지방을 축적하면서 성숙한 지방세포로 분화하는 과정을 거친다.
하지만 MTCH2를 제거한 전구세포에서는 새로운 지방 합성이 원활하게 이뤄지지 않았고, 세포막을 만드는 능력도 감소했다. 에너지 부족 상태가 이어지면서 지방세포 분화에 필요한 유전자 발현과 대사 물질도 함께 감소했다.
결국 MTCH2가 없는 세포는 지방을 더 많이 태우는 동시에 새로운 지방세포를 만드는 능력도 크게 떨어졌다.
연구진은 이번 연구가 아직 세포 수준에서 진행된 기초연구이지만, MTCH2를 표적으로 삼으면 지방 연소를 촉진하면서 지방세포 생성을 억제하는 새로운 비만 치료 전략으로 이어질 가능성이 있다고 설명했다.
특히 최근 비만 치료제가 체중 감량과 함께 근육량도 감소시키는 한계를 보이는 만큼, 향후 근육을 유지하면서 체지방만 줄이는 치료법 개발에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대했다.
성치훈 기자 / hello@sciencewave.kr
출처: ScienceDaily, “Scientists discover a protein switch that burns fat and blocks new fat cells”
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