오가시스, '세포 청소' 새 메커니즘 규명…파킨슨병 치료 확장 기대

세포 소기관 항상성 기반 신약개발 스타트업 오가시스가 손상된 퍼옥시좀을 선택적으로 제거하는 새로운 자가포식 기전을 규명했다. 퍼옥시좀은 세포 내에서 활성산소를 제거하고 지방산을 분해하는 역할을 하는 소기관으로, 세포 건강 유지에 필수적인 구조다. 기존 미토콘드리아 중심으로 이해되던 자가포식 연구 영역을 퍼옥시좀으로 확장했다는 점에서 의미가 있다는 평가가 나온다.

오가시스는 ‘PINK1-STUB1-ABCD3’로 구성된 단백질 경로가 손상된 퍼옥시좀을 골라내 제거하는 핵심 역할을 한다고 3일 밝혔다.

해당 경로는 퍼옥시좀 자가포식에서 새롭게 발견된 분자 기전이다. 이 단백질은 원래 세포 내 단백질 품질관리와 미토콘드리아 손상 감지 과정에서 주로 작동하는 경로로 알려져 있었다. 퍼옥시좀에서도 동일한 방식의 관리 시스템이 작동한다는 점이 새로 확인됐다. 이 단백질 경로는 특정 장기에 국한되지 않고, 포유류 대부분의 세포에서 작동하는 기본적인 품질관리 시스템으로 알려졌다.

구체적으로 보면, PINK1은 손상된 소기관의 표면에 축적되며 이상 신호를 감지하는 역할을 하고, STUB1은 손상된 단백질에 ‘제거 표시’를 붙이는 효소로 작용한다. ABCD3는 퍼옥시좀 막에 존재하는 단백질로, 제거 대상이 되는 표지 단백질이다. 즉, 문제가 생긴 퍼옥시좀을 찾아 표시하고 제거하는 흐름이 하나의 경로로 연결돼 있다는 의미다.

퍼옥시좀은 정상적으로 작동할 때는 세포를 보호하지만, 손상된 상태로 방치되면 오히려 세포 기능을 떨어뜨린다. 이번 연구는 이런 비정상 퍼옥시좀을 어떻게 인지하고 제거하는지를 구체적으로 설명했다는 점에서 의미가 크다는 평가다.

특히 PINK1 단백질은 그동안 미토콘드리아를 정리하는 자가포식(미토파지)의 핵심 인자로 알려져 있었다. 이번 연구는 동일한 단백질이 퍼옥시좀 관리에도 관여한다는 점을 보여주며, 세포 내 소기관이 서로 연결된 품질관리 네트워크로 작동하고 있음을 시사한다.

특히 이런 소기관 제거 기능 이상은 신경퇴행성 질환이나 희소병으로 이어질 수 있어 치료 전략으로의 활용 가능성이 주목된다.

이번 성과는 오가시스의 신약 개발 전략과도 맞닿아 있다. 회사는 현재 PINK1-Parkin 경로를 활용해 미토콘드리아 기능 이상을 개선하는 파킨슨병 치료제를 개발 중이다. 이번 연구는 해당 접근 방식이 다른 소기관에도 적용될 수 있음을 보여주며, 기술 확장 가능성을 뒷받침한다.

적용 가능 분야도 넓어질 전망이다. 퍼옥시좀 기능 이상으로 발생하는 희소병인 퍼옥시좀 생합성 장애(PBD)는 물론, 노화로 인해 손상된 세포 회복 분야까지 활용 가능성이 거론된다.

이번 연구는 경북대학교, 서울대학교, 한국생명공학연구원과의 공동 연구로 수행됐으며, 국제 학술지 ‘세포 사멸과 분화’(Cell Death & Differentiation)에 실렸다.

오가시스는 최근 다양한 세포 소기관을 대상으로 한 자가포식 연구 성과를 잇달아 발표하고 있다. 라이소좀 자가포식과 일차섬모 관련 연구는 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에, 멜라닌 자가포식 연구는 ‘오토파지’(Autophagy) 저널에 실렸다.

김판수 오가시스 대표는 “이번 연구로 기술의 확장성과 가능성을 동시에 확인했다”며 “비임상 후보물질 확보와 임상 진입을 통해 실제 성과로 이어가겠다”고 말했다.

이우상 기자 idol@hankyung.com