[메디칼업저버 박선혜 기자] 국내 연구팀이 미토콘드리아 손상으로 발생하는 질환의 원천 치료 가능성을 제시했다.

가톨릭의대 의생명과학교실 조미라 교수팀과 서강대 강태욱 교수팀은 미토콘드리아-금 메타나노입자(gold nanoparticle) 복합체 형성을 통해 미토콘드리아 기능 강화, 손상된 미토콘드리아 기능 회복 등 효과를 입증했다.

공동 연구팀은 미토콘드리아의 표면전하 및 막구조 특성에 착안, 물리적 특성이 제어된 금 메타나노입자와 복합체를 형성해 세포 수준에서 미토콘드리아 기능 조절 효과를 조사했다.

연구 결과, 금 메타나노입자가 미토콘드리아 내부 막에 선택적으로 결합해 전자전달계를 대체함으로써 미토콘드리아 전자전달계 활성을 증가시켜 효율적인 전자 전달 매개체로 활용될 수 있음을 입증했다. 

또 광학현미경을 통해 금 메타나노입자가 미토콘드리아에 결합해 복합체가 형성되는 것을 실시간으로 확인했고, 전자전달계에 근접해 위치한다는 사실을 추가로 밝혀냈다. 

이와 함께 건강한 마우스 비장세포에서 미토콘드리아-금 나노입자 복합체 이식은 미토콘드리아 단독 이식과 비교해 미토콘드리아의 막전위가 증가했고 산소 소비도 늘었다. 

아울러 미토콘드리아의 중요 기능 중 하나인 ATP 생산이 미토콘드리아-금 나노입자 복합체 이식에 의해 증가하는 것으로 나타났다. 손상된 마우스 비장세포에 미토콘드리아-금 나노입자 복합체를 이식하면 미토콘드리아 단독 이식과 비교해 손상됐던 미토콘드리아 기능(막 전위)이 회복됐다.

이 같은 결과는 미토콘드리아-금 메타나노입자 복합체 이식이 미토콘드리아 단독 이식과 비교해 건강한 세포의 미토콘드리아 기능을 더 강화시키고, 손상된 세포에서 기능이 저하된 미토콘드리아 기능을 회복시킴을 시사한다.

한편 이번 연구는 Nano Letters 최근호에 실렸다.