[표지로 읽는 과학] 세포 속 ‘에너지 발전소' 미토콘드리아 복합체 정체 작성일 03-23 119 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="Yds1LCGkiX"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b40c65efe0b961cf1bbe92260a89c22b9230d65deda1fb5f0f2b3a47bf0e6c94" dmcf-pid="GJOtohHEeH" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="사이언스 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/23/dongascience/20250323080018607atdr.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="WDMDqdj4nZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/23/dongascience/20250323080018607atdr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 사이언스 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="fde6cb39300c44f95af23c501c5fe799aa8f41448b80353d74e0748bbcd060d2" dmcf-pid="HiIFglXDMG" dmcf-ptype="general">국제학술지 사이언스는 이번 주 표지로 세포막 안에서 수많은 분홍색과 푸른색 분자들이 구조물에 맞춰 정교하게 배열된 이미지를 실었다. 물체의 틈 사이로 에너지 입자처럼 보이는 흐름이 분출되고 있다. 이 입자들은 세포 안 에너지 공장의 작동을 시각화한 것이다. 마치 거대한 수력발전소의 터빈처럼 세포 속 미토콘드리아가 분자 기계를 이용해 에너지를 생산하는 모습을 보여준다.</p> <p contents-hash="c531729319c0c26d50166e20abcbe50eb2029bcd8f09e9fdcf222ece61a13721" dmcf-pid="XnC3aSZwJY" dmcf-ptype="general">미토콘드리아는 식물, 동물, 인간을 포함한 대부분 생물의 세포 속에 존재하는 '에너지 발전소'다. 미토콘드리아는 우리가 호흡으로 들이마신 산소와 음식 속 탄수화물을 이용해 세포 에너지인 아데노신 삼인산(ATP)을 생산한다. 이 과정은 호흡 복합체 단백질들이 수행한다.</p> <p contents-hash="e241560cdcabdaf78b131069f5c1fb69f028e2de8f1b3dd208a1c27e087cfd0b" dmcf-pid="ZLh0Nv5rMW" dmcf-ptype="general">그간 호흡 복합체 단백질들이 세포 내에서 어떻게 배열되고 협업하는지는 밝혀지지 않았다. 과학자들이 전자현미경을 통해 이들 단백질이 '슈퍼복합체'라는 거대 단위로 결합돼 작동한다는 사실을 밝혀냈다.</p> <p contents-hash="48a26b05ed73c52ad83e113ee47c3ecf5a93282e7d83df8a5c532cd31181cf94" dmcf-pid="5olpjT1mRy" dmcf-ptype="general">벤 엥겔 스위스 바젤대 교수 연구팀은 초저온 전자단층촬영 기술을 활용해 미토콘드리아 내부의 에너지 생산 구조를 전례 없는 해상도로 관찰하는 데 성공하고 연구 결과를 국제학술지 ‘사이언스’에 21일(현지시간) 발표했다.</p> <p contents-hash="093797fbb61f1a0918e7c56556bfed3f7820ebd4bc26afb1966e7a8f49d19644" dmcf-pid="1gSUAytsRT" dmcf-ptype="general">연구팀은 “호흡 단백질들은 미토콘드리아 막의 특정 영역에 밀집해 있고 서로 밀착해 하나의 주된 슈퍼복합체를 구성한다”고 설명했다. 이어 “현미경으로 슈퍼복합체 개별 구조가 뚜렷하게 관찰됐으며 이들이 어떻게 에너지를 생산하는지도 직접 확인했다”고 말했다.</p> <p contents-hash="997201698f520875b7238bb0fb7942bb93bcc5fe5168ab3c2cca723c94ca0479" dmcf-pid="tavucWFOdv" dmcf-ptype="general">슈퍼복합체는 미토콘드리아 막을 가로질러 수소이온을 이동시키는 펌프 역할을 했다. 이렇게 생성된 수소이온 흐름은 수차(水車)처럼 ATP 합성 복합체를 돌려 에너지를 만들어냈다.</p> <p contents-hash="f9135f9d39eb795eafc9cfc64bcd7d0093cdeda196eb65641e02a95a1611889d" dmcf-pid="FNT7kY3IMS" dmcf-ptype="general">연구팀은 “모든 호흡 단백질이 실제로 슈퍼복합체로 조직돼 있다는 사실에 놀랐다”며 “이러한 구조 덕분에 ATP 생산의 효율이 높아지고 전자 흐름이 최적화되며 에너지 손실이 줄어드는 것으로 보인다”고 말했다.</p> <p contents-hash="6b8095054800b347dbf21362667692ac11658331443f40b84dac215b0bd5bcb8" dmcf-pid="3jyzEG0CRl" dmcf-ptype="general">또한 연구팀은 미토콘드리아의 막 구조가 많은 주름을 가진 형태임을 관찰했다. 막 주름이 많을수록 호흡 복합체를 더 많이 수용할 수 있어 에너지 생산 능력이 커진다.</p> <p contents-hash="871276d304cce483a57c163767a3f28a036d7cac91f3f2b55ea8b3552b9ce68b" dmcf-pid="0cYBwXUlRh" dmcf-ptype="general">연구팀은 향후 이 복합체들이 서로 연결돼 있는 이유와 세포 호흡 효율 향상에 미치는 영향을 더 자세히 분석할 계획이다. 연구팀은 "다른 생물에서도 이 복합체 구조를 조사하면 그 진화적 적응 방식과 기능을 더 넓게 이해할 수 있으며 복합체에 이상이 생겼을 때 인간 질환이 발생하는 원인을 밝히는 데도 도움이 될 수 있다”고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="b3e44362e63e0f5dc35d9b29d330938bace975782f40987b8d4253098c673e5d" dmcf-pid="pkGbrZuSdC" dmcf-ptype="general"><참고 자료></p> <p contents-hash="d0aad03afd01af850535d72c6e6fa42d91793dbf78328600e6cb13bd97dd171b" dmcf-pid="UEHKm57vMI" dmcf-ptype="general">- doi.org/10.1101/2024.09.03.610704</p> <p contents-hash="2be9c434ebc93829d695b412c69bb30cb5071e57301765d29ec25e3a9bb75ef5" dmcf-pid="uDX9s1zTMO" dmcf-ptype="general">[박정연 기자 hesse@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 KAIST 차기총장 3파전 이광형·김정호·이용훈…R&D 고급인재 숙제 03-23 다음 인앱결제 강제금지에 '꼼수' 빅테크…일본은 경쟁방해시 형사처벌 03-23 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
