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살아있는 세포에서 특정 단백질을 추적할 수 있는 새로운 기술이 개발됐다. 미 샌디에이고에 있는 캘리포니아 주립대의 마크 엘리스먼 박사를 비롯한 연구팀은 목표단백질을 ‘테트라시스테인’을 포함하는 재조합 단백질 형태로 발현시켜 여기에 다양한 색깔의 형광물질을 부착시키는데 성공했다. 연구결과는 4월 19일자 ‘사이언스’에 발표됐다.

지금까지 단백질 연구는 세포에서 특정 단백질만을 분리해 그 구조와 성질을 분석하는 방법이 고작이었다. 세포 내에서 실제로 단백질이 어떻게 생성돼 어디로 이동하고 어떻게 작용하는지를 분석하는 연구틀은 개발이 요원했다. 이런 연구를 위해서는 주로 특정 단백질의 유전자에 형광을 내는 단백질 유전자를 융합해 함께 발현되게 함으로써 그 단백질을 추적하는 방법을 사용해왔다.

엘리스먼 박사는 목표단백질이 6-20개의 아미노산으로 이뤄진 테트라시스테인을 포함하도록 유전자를 조작해 발현시키는 방법을 개발했다. 테트라시스테인은 각종 색깔의 형광물질을 비롯해 다양한 화합물과 결합할 수 있는, 일종의 ‘연결고리’이기 때문에 연구자는 여기에 원하는 ‘표지’를 부착할 수 있다. 이 방법의 가장 큰 장점은 전자현미경으로 관찰할 수 있다는 점이다.

그들은 이 방법을 이용해 ‘커넥신 43’이라는 단백질이 합성돼 소포체를 통해 세포 내로 이동, 분해되는 모습을 추적하는데 성공했다. 뿐만 아니라 분해된 커넥신 단백질이 다시 다양한 크기의 소포체로 운반되는 장면을 포착했다. 이 방법은 다른 단백질에도 응용될 수 있기 때문에 앞으로 단백질의 동적인 움직임을 관찰하는 강력한 도구가 될 전망이다.