OTOT - 오티오티 [신문]

(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 미토콘드리아는 세포에 에너지를 공급하는 것 말고도 여러 가지 중요한 기능을 수행한다.

미토콘드리아는 면역 반응의 개시에 관여하고 병원체로부터 성장에 필요한 영양분을 빼앗는다.

그런데 병원체가 정상 세포의 스트레스 반응을 이용해 미토콘드리아 방어 시스템을 무력화한다는 연구 결과가 나왔다.

독일 막스 플랑크 노화 생물학 연구소의 레나 페르나스 박사팀이 수행한 이 연구 결과는 지난 14일(현지 시각) 저널 '사이언스'(Science)에 논문으로 실렸다.

숙주 세포 안에 들어온 병원체가 살아남으려면 세포의 방어 시스템을 뚫고 영양분을 가로채야 한다.

다시 말해 제한된 영양분을 놓고 숙주세포의 대사 시스템과 경쟁해야 하는 것이다.

세포의 영양분을 지키는 방어 시스템 중 하나가 미토콘드리아다.

정상적인 미토콘드리아는 지방산 흡수를 늘려 병원체의 지방산 접근을 제한한다.

세포의 에너지 공급원인 미토콘드리아가 감염 상황에선 물질대사를 조절해 세포를 적극적으로 보호한다는 뜻이다.

그런데 톡소포자충은 미토콘드리아가 이런 일을 하지 못하게 막았다.

원래 연구팀은 세포 내에서 병원체를 만났을 때 미토콘드리아의 행동이 어떻게 변하는지 밝히고자 했다.

그래서 인간 기생충인 톡소포자충(Toxoplasma gondii)을 배양 세포에 감염시킨 뒤 미토콘드리아 외막의 변화를 유심히 관찰했다.

이 기생충은 사람 외에도 개, 고양이, 소, 돼지 등에 침입해 감염증을 일으킨다.

페르나스 박사는 "세포에 들어온 병원체가 미토콘드리아와 만났을 때 처음 접촉하는 게 외막"이라면서 "그런 관점에서 미토콘드리아 외막을 세밀히 살펴봤다"라고 말했다.

실험 결과 이 기생충과 접촉하면 미토콘드리아 외막의 큰 구조물이 떨어져 나가기 시작했다.

논문의 제1 저자인 리션허(Xianhe Li) 연구원은 "세포 소기관인 미토콘드리아가 세포의 나머지 부분과의 연결 통로를 스스로 떼어낼 이유가 없다"라고 지적했다.

이런 궁금증은 미토콘드리아와 접촉한 병원체 쪽에서 풀렸다.

톡소포자충은 숙주 세포의 미토콘드리아 단백질을 흉내 내는 독특한 기능의 단백질을 갖고 있었다.

이 기생충 단백질이 미토콘드리아의 외막 수용체와 결합하면, 기생충 단백질을 미토콘드리아 내부로 운반하는 시스템이 열렸다.

톡소포자충은 이런 과정을 거쳐 생기는 미토콘드리아 스트레스를 이용해 미토콘드리아의 대사 방어 시스템을 무력화했다.

세포가 미토콘드리아 스트레스 반응으로 지질 탐식(lipophagy)을 하면 그 틈을 타고 성장의 자양분이 되는 지방산에 접근했다.

미토콘드리아의 영양분 방어 깨는 병원체의 절묘한 '눈속임'