한국생명공학연구원 대사제어연구센터 김원곤·배광희 박사와 카이스트 서재명 교수 공동연구팀이 갈색지방의 열 생성을 제어하는 새로운 단백질을 규명하는 데 성공했다. 이를 통해 향후 열 생성을 통한 에너지 소모를 촉진하게 해 비만 등 대사성 질환 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 갈색지방조직은 지방 저장 기능을 가진 백색지방조직과 다르게 지방을 연소시켜 체온을 유지하고 추위를 견디게 하는 작용을 한다.
연구팀은 LETMD1(LETM1 Domain Containing 1) 단백질이 에너지를 열로 전환하는 조절인자라는 사실을 새롭게 밝혀냈다. LETMD1 단백질은 다양한 암세포에서 많이 발견되어 종양 억제와 관련된 유전자로 알려져 있다. 연구팀은 유전자 발현 분석 결과와 단백체 분석 결과를 기반으로 LETMD1 단백질이 갈색지방조직의 발달 과정에서 선택적으로 발현하고 있다는 사실을 발견했다. 그리고 이에 착안하여 LETMD1 단백질을 제거한 마우스를 추위에 노출시키자 기존 갈색지방조직의 열 생성 유전자로 알려진 UCP1(Uncoupling Protein 1)의 발현이 억제되면서 체온과 호흡을 유지하지 못한다는 결과를 통해 LETMD1이 UCP1보다 상위에서 열 생성에 관여함을 최초로 규명했다. 연구책임자인 김원곤 박사는 “이번 연구성과는 착한 지방인 갈색지방조직의 열 생성 조절인자로 널리 알려진 UCP1보다 LETMD1 단백질이 상위에서 작용함을 최초로 밝혀낸 것”이라며, “향후 LETMD1 단백질 제어를 통해 비만과 같은 대사성 질환의 치료와 예방 연구에 활용될 수 있을 것이다”라고 말했다.
이번 연구는 과기정통부 중견연구자 지원사업, 산업자원부 알키미스트사업, 국가신약개발사업, 생명연 주요사업, 카이스트 주요사업의 지원으로 수행됐다. 연구성과는 2023년 6월 23일 바이오 분야의 세계적인 국제 학술지인 Nature Communications(IF 17.694) 온라인 판에 게재됐다. 논문명 ‘Mitochondrial matrix protein LETMD1 maintains thermogenic capacity of brown adipose tissue in male mice.’