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연구팀은 단일 가닥 핵산 물질인 DNA 압타머를 사용해 인슐린 수용체를 활성화시키는 메커니즘을 규명했다. 인슐린 수용체는 포도당 흡수와 세포 성장을 조절하는 중요한 단백질로 당뇨병 등 여러 대시질환과 관련이 있다. 연구팀은 2년 전 선행 연구에서 부분적으로만 IR을 활성화하는 DNA 압타머, A62를 개발한 바 있다.
이번 연구에서 연구팀은 두 개의 A62 압타머를 연결한 이합체 압타머(A62D)가 인슐린 수용체를 완전 활성화할 수 있음을 발견했다. 활성화 메커니즘을 초저온 전자현미경(cryo-EM)을 통해 규명한 것이다. 또한 이합체 압타머가 인슐린 수용체와 결합해 기존의 단일 압타머보다 훨씬 높은 효율로 수용체를 활성화한다는 사실을 확인했다. 동시에 AKT 신호 경로만을 선택적으로 활성화해 기존의 인슐린 제제가 가지는 부작용을 최소화할 것으로 기대된다.
이번 연구는 한국연구재단이 주관하는 창의도전연구기반사업의 지원을 받아 수행했으며 포스텍 종양억제분자구조 연구실연구실(공동 교신저자, 조윤제 교수)도 연구에 참여했다. 윤 교수는 “이번에 발견한 새로운 메커니즘이 기존 당뇨병 치료제의 한계를 극복하고, 선택적으로 신호 전달 경로를 활성화할 수 있는 새로운 형태의 DNA 압타머 기반 신약 개발의 토대가 될 것으로 기대한다”고 했다.
