남성 정자 머리·꼬리 연결원리 풀었다..불임진단, 새 피임제 나온다

기사입력 : 2018년07월22일 12:00

최종수정 : 2018년07월22일 12:02

광주과기원 조정희·김지혜 연구팀 17년만 연구성과
"정자 특이단백질, 정자 머리·꼬리 이어주고 안정화시켜"

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 사람을 포함한 포유류 정자 생성과정에서 정자의 머리와 꼬리를 연결하는 원리가 국내 연구진에 의해 17년간 각고의 노력 끝에 마침내 밝혀졌다.

앞으로 남성 불임의 원인에 대한 이해와 진단은 물론이고 새 피임제 개발에 획기적 성과로 평가된다.

22일 한국연구재단에 따르면 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 조정희 교수와 김지혜 박사과정생 연구팀은 정자의 형성 과정에서 정자의 머리와 꼬리를 이어주고 안정화시키는 정자 특이단백질을 규명하는 데 성공했다.

이번 연구결과, 정자 특이단백질(SPATC1L·spermatogenesis and centriole associated 1 like)이 부족하거나 없는 생쥐는 모든 정자의 머리와 꼬리가 분리돼 완벽히 수정 능력을 잃고 불임이 된 것으로 나타났다.

(그림1) 정자발생세포 및 정자에서 SPATC1L 단백질의 위치 및 역할 : SPATC1L 단백질은 정자발생세포 시기부터 존재하며, 마침내 정자로 분화됐을 때는 정자의 머리-꼬리 연결부위에 존재한다. 이곳에서 단백질인산화효소(PKA)와 결합해서 이 효소의 기능을 증가시킨다. 이로써 CAPZB 단백질이 인산화되어 세포 내 골격구조 역할을 하는 액틴을 안정화하고 머리-꼬리 연결을 유지하게 한다. SPATC1L: 이번 연구에서 발견한 정자 특이단백질/ Connecting piece: 정자 머리-꼬리 연결부/ PKA: 단백질 인산화효소/ F-actin: 세포골격을 이루는 액틴 단백질 [자료=한국연구재단]

정자는 꼬리의 움직임을 이용해 이동할 수 있고, 정자 꼬리의 형성을 비롯해 오로지 생식세포에서만 볼 수 있는 고유한 발생 과정에는 정자 특이단백질이 관여한다.

내부적 조절의 생식세포에서만 독점적이거나 우세적으로 발현되는 정자 특이단백질에 대한 연구는 아직 미흡하다. 하지만 남성 생식 현상과 정자의 기능, 수정 능력을 이해하고 판단하는 데 매우 중요하다.

그간 이 단백질은 생쥐 정자의 머리와 꼬리를 잇는 연결 부위에 존재하며, 다른 단백질을 조절해 연결 부위의 골격구조를 유지하는 정도로만 알려져왔다.

(그림2) 정상 정자와 SPATC1L이 결여된 비정상 정자의 비교 : 주사전자현미경(scanning electron microscopy)으로 관찰한 정상 정자와 SPATC1L이 결여된 비정상 정자의 형태이다. SPATC1L이 결여된 정자에서 머리-꼬리 연결부분이 분리되었다. [자료=한국연구재단]

조정희 교수는 “이번 연구를 통해 정자의 목 부분에만 존재하는 특이단백질이 정자의 형성과정에서 머리와 꼬리를 이어주는 원리를 밝혔다”며 “앞으로 남성 불임의 원인을 이해하고 진단함은 물론이고 피임제 개발에도 밑거름이 될 것으로 기대한다”고 연구의의를 설명했다.

무엇보다, 정자 특이단백질의 특성상 다른 조직이나 세포에 부작용을 유발하지 않는 새 피임제 개발에 크게 기여할 것이라고 연구진은 덧붙였다.

과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받은 이번 연구논문은 세계적 학술지 ‘엠보 리포트(EMBO Reports)’ 7월19일자로 발표됐다.

◆ "17년 만에 마침내 이뤘네요"...논문 저자들이 직접 전하는 연구 이야기

광주과학기술원(GIST) 생명과학부 조정희(왼쪽) 교수와 김지혜(오른쪽) 박사과정생 [사진=한국연구재단]

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲우리 연구팀은 남성생식 생명현상에 관심을 가지고 약 17년 전부터 정소 및 정자 특이유전자와 단백질에 대해 연구해왔다. 현재까지 한 우물을 파는 마음으로 이 분야에 매진해왔다.

- 연구 전개 과정을 소개하면

▲2002년부터 정자발생세포 특이유전자로 예측되는 203종의 유전자를 발굴했다. 또 실험 검증을 통해 52개의 진정한 특이유전자를 확증하고, 이들이 합성하는 13종의 단백질에 대한 항체를 제작했다. 이후 특이단백질에 부착하는 상호작용 단백질을 발굴해 마침내 이번 연구 대상인 SPATC1L이 단백질인산화효소와 복합체를 형성한다는 사실을 최초로 발견했다. 2015년부터는 이 단백질이 결여된 생쥐를 제작하고 분석했다.

- 연구하면서 어려웠던 점이나 장애요소는? 어떻게 극복했는지?

▲각 특이단백질에 대한 항체를 자체 제작하고, 상호작용하는 단백질을 발굴하는 과정은 오랜 기간이 소요됐다. 또한 SPATC1L 단백질의 기능연구를 위해 생쥐모델을 제작하고 분석하는 데도 오랜 시간의 노력이 필요했다. 특히 생쥐모델 분석과정에서 불가능할 것 같은 실험들을 강한 인내심을 갖고 진행해 현재의 의미 있는 결실을 맺을 수 있었다.

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲정자 형성과정 연구는 주로 정자의 핵 응축현상, 첨체형성 과정, 꼬리 형성과정 등에서 이뤄져 왔다. 이번 연구에서 분석한 정자의 머리·꼬리 연결을 안정화시키는 단백질에 대한 연구는 그간 매우 미흡했다. 이런 점에서 이번 연구의 독창성이 두드러진다.

- 실용화한다면 어떻게 활용될 수 있나? 실용화를 위한 과제는?

▲SPATC1L 유전자·단백질은 정자 기능 진단에 활용될 수 있다. 또한 정자 특이단백질이므로 타 조직이나 세포에 부작용을 유발하지 않는 피임제 개발에도 활용할 수 있다.

- 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?

▲우리 연구팀은 정자 발생세포 및 정자 특이유전자에 대한 전문 연구를 수행하는 국제적으로 손꼽히는 연구팀입니다. 이 연구를 지속적으로 수행해 남성 생식현상의 기초과학적 이해에 대한 발전을 이루며 많은 업적을 이루고자 한다.

- 기타 특별한 에피소드가 있었다면?

▲이번 연구대상 단백질이 결여된 생쥐의 정자에서 머리와 꼬리가 분리된 것을 관찰했을 때 이 단백질의 기능을 마침내 규명했다는 기쁨과 보람을 느꼈다.

kimys@newspim.com

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[콘리뷰] 8만팬 매료시킨 블랙핑크 [고양=뉴스핌] 이지은 기자 = 솔로 활동을 마치고 다시 완전체로 뭉친 그룹 블랙핑크가 새로운 월드투어의 포문을 열었다. 강렬한 퍼포먼스에도 흔들림 없는 안정적인 라이브를 선보이며 블랙핑크는 '월드 클래스'의 면모를 다시 한 번 각인시켰다. 블랙핑크가 지난 5일부터 6일, 양일간 경기 고양시에 위치한 고양종합운동장에서 새 월드투어 '데드라인(DEADLINE)'을 개최했다. 이번 공연은 K팝 걸그룹 최초로 고양종합운동장 주경기장에 단독 입성한 것이자, 1년 10개월 만의 투어이다. 양일간 공연에는 7만8000명의 팬들이 함께 했다. [고양=뉴스핌] 이지은 기자 = 경기 고양에 위치한 고양종합운동장에서 블랙핑크의 새 월드투어 '데드라인'을 개최했다. [사진=YG엔터테인먼트] 2025.07.06 alice09@newspim.com 지난 월드투어 '본 핑크(BORN PINK)'로 전 세계 팬들과 만나왔던 블랙핑크는 이번 새 투어의 포문을 '킬 디스 러브(Kill This Love)'로 열었다. 이어 '핑크 베놈(Pink Venom)'로 공연장을 한순간에 압도시켰다. 이날 지수는 "'2025 블랙핑크 데드라인 월드투어-고양'에 오신 모든 분들을 환영한다. 둘째 날이니 다들 더 잘 노실 수 있을 거라고 생각한다"고 말했다. 이어 멤버들은 각자 소개를 짧게 한 후 '하우 유 라이크 댓(How You Like That)'을 이어갔다. 플로어 석에 앉은 팬들은 모두 자리에서 일어나 블랙핑크의 공연을 즐겼고, 노래를 따라 부르며 환호했다. 고양종합운동장에 모인 팬덤 블링크는 블랙핑크의 히트곡이 연달아 나오자 엄청난 열기를 뿜어내며 열광했다. 이들은 팬들의 호응에 보답하듯 강렬한 퍼포먼스에도 불구하고 안정적인 라이브로 '불장난'과 '셧 다운(Shut Down)'으로 분위기를 이어갔다. 특히 솔로 활동을 통해 개인 역량을 최고치로 이끌어낸 이들은 공연 중간 중간 팬들의 호응을 이끌어내며 노련미를 뽐냈다. 개인 활동으로 국내외 차트에서 새로운 기록을 써내려갔던 이들은 이번 콘서트 중간 중간 솔로 무대를 선보였다. 개인 무대가 시작되기 전, 댄서들은 편곡된 블랙핑크의 노래에 맞춰 퍼포먼스를 선보이며 다채로운 볼거리를 선사했고 팬들은 아낌없는 박수를 보냈다. [고양=뉴스핌] 이지은 기자 = 경기 고양에 위치한 고양종합운동장에서 블랙핑크의 새 월드투어 '데드라인'을 개최했다. [사진=YG엔터테인먼트] 2025.07.06 alice09@newspim.com 이후 지수는 '어스퀘이크&유어 러브(earthquake&Your Love)'로 솔로 무대의 시작을 알렸다. 이어 리사는 미국 최대 페스티벌 코첼라에서 해외 팬들을 사로잡았던 '뉴 우먼&록스타(New Woman&Rockstar)'을 선곡하며 객석을 단숨에 압도시켰다. 팬들은 자리에서 모두 일어나 열광하며 리사의 무대를 온전히 즐겼다. 다시 완전체로 무대에 오른 블랙핑크는 '프리티 새비지(Pretty Savage)'와 '돈트 노우 왓 투 두(Don't Know What To Do)'와 '휘파람'을 쉼 없이 소화했다. 특히 '돈트 노우 왓 투 두' 무대에서는 멤버들은 자유롭게 무대를 누비며 팬들과 시선을 맞췄다. 팬들은 함께 뛰어달라는 멤버들의 요청에 자리를 박차고 일어나 함께 뛰며 즐기며 장관을 이뤄냈다. 이어 블랙핑크는 '휘파람', '스테이(STAY)', '러브시크 걸(Lovesick Girl)'을 연달아 소화하며 쉴 틈 없이 공연의 중반을 향해 달렸다. 이들은 무대 중간마다 팬들의 환호성을 유도했고, 팬들은 모두 자리에서 일어나 함께 뛰어 놀았다. 다시 이어진 솔로 무대에서는 미국 코첼라를 압도시켰던 제니가 '만트라&위드 더 IE&라이크 제니(Mantra&with the IE&like JENNIE)'를 선보였다. 제니의 솔로 무대가 시작되자 팬들은 우레와 같은 엄청난 환호성을 내질렀다. 이어 솔로무대의 마지막은 로제가 장식했다. 그는 "'3AM'이라는 곡을 하려고 한다. 이 곡을 쓰게 된 게, 작년에 음악 작업을 할 때 컨디션이 안 좋았을 때였는데 스튜디오에 갔는데 선물 같은 곡이 있었다. 갈 곳을 헤맬 때 집 같은 느낌이 필요했는데 '너가 내 집이 됐으면 좋겠다'라는 가사가 있었다. 지금까지도 저한테 위로가 되는 곡이다. 여러분에게도 그런 곡이길 바란다"고 말했다. 이어 로제는 통기타 연주에 맞춰 서정적인 분위기의 '3AM'을 선보였다. 이어 '톡식 틸 디 엔드(toxic till the end)'와 최근 빌보드에서 우수한 성적을 거둔 브루노 마스와 협업곡 '아파트(APT.)'로 떼창의 무대를 만들었다. [고양=뉴스핌] 이지은 기자 = 경기 고양에 위치한 고양종합운동장에서 블랙핑크의 새 월드투어 '데드라인'을 개최했다. [사진=YG엔터테인먼트] 2025.07.06 alice09@newspim.com 다시 완전체로 무대에 오른 블랙핑크는 무려 2년 8개월 만의 신곡 '뛰어(JUMP)'를 공개했다. 신곡의 트레일러 영상이 나오자 팬들은 기대감에 부풀어 함성을 내질렀다. '뛰어'는 팬들과 모두 함께 뛰어 놀며 즐길 수 있는 분위기로 꾸며졌다. 신곡 무대가 끝난 후 블랙핑크는 '붐바야'로 열기를 더했다. 지수는 "저희도 이번에 단체 무대랑 솔로 무대를 준비하면서 솔로로도 다양한 색깔을 낼 수 있어서 다양한 색을 낼 수 있을 거라고 생각해서 떨렸다. 무엇보다 즐거웠던 건 신곡이었던 것 같다"고 말했다. 이어 "저희 신곡이 곧 공개될 예정인데, 공개되면 많이 사랑해주시길 약속해주셨으면 좋겠다"고 덧붙였다. 리사는 "어제부터 정말 너무 떨렸다. 아직도 떨리는데 저희랑 같이 놀고 있는 모습을 보니까 너무 좋다. 한국에서 월드투어가 첫 시작인데 그게 너무 뜻 깊은 것 같다"며 소감을 밝혔다. 제니는 "첫 시작에 많은 분들이 와주셔서 감사하다. 아직까지도 너무 설렌다. 오늘을 마지막으로 월드투어를 떠나서 아쉬운데 블링크와 다시 만나는 날이 왔으면 좋겠다"고 덧붙였다. 지수는 "이제 곡이 얼마 안 남았다. 마지막 곡은 모두 같이 일어나서 함께 뛰어주셨으면 좋겠다"고 말하며 '뚜두뚜두(DDU-DU DDU-DU)'와 '마지막처럼', 그리고 '포에버 영(Forever Young)'으로 첫 월드투어를 성료했다. 2시간 동안 총 19곡을 선보였지만, 팬들은 아쉬운 마음을 담아 '앙코르'를 외쳤다. 다시 무대에 오른 블랙핑크는 신곡 '뛰어'와 더불어 '리얼리(REALLY)', 그리고 '시 유 레이터(SEE YOU LATER)'로 팬들의 아쉬움을 달래며 막을 내렸다. alice09@newspim.com 2025-07-06 21:09

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삼척 39도 등 동해안 기온 신기록 [강릉=뉴스핌] 이형섭 기자 = 강원 동해안과 내륙에 폭염특보가 이어지는 가운데 6일 삼척에서 낮 최고기온이 39도를 기록하는 등 강릉·동해·북강릉에서도 역대급 고온 현상이 나타났다. 폭염특보 현황, 일최고체감온도 및 일최고기온 분포도.[사진=기상청] 2025.07.06 onemoregive@newspim.com 폭염경보는 강원동해안(고성평지, 속초평지 제외), 양양평지, 강원남부산지에 발효 중이며 강원내륙과 산지를 포함한 다수 지역에는 폭염주의보가 내려져 있다. 이날 오후 5시 기준 하조대(양양) 37.9도, 강릉 38.7도, 동해 36.5도, 삼척 39.0도 등 주요 해안 지점에서 체감온도가 크게 치솟았다. 이번 극심한 더위는 일본 남쪽 해상 고기압의 가장자리를 따라 서풍이 유입되면서 발생했다. 특히 산맥을 넘어 동쪽으로 이동하는 뜨거운 바람이 가열돼 동해안을 중심으로 일최고기온 신기록을 경신했다. 북강릉은 기존 최고치인 37.1도를 넘어선 37.9도를 기록했고 동해시 역시 종전 극값인 37.3도를 뛰어넘어 올해 들어 가장 높은 기온인 38.3도를 보였다. 당분간 기온은 평년보다 높게 유지될 전망이다. 8일부터는 동풍의 영향으로 내륙 중심으로 더위가 심화될 가능성이 있으며 일부 지역에서는 열대야까지 예상된다. 관련 기관은 온열질환 예방을 위해 야외 활동 자제와 음식물 관리 철저를 당부했다. 영유아와 노약자 등 취약계층 건강관리에도 각별한 주의가 필요하다며 실내외 작업장 및 농촌 현장에서는 충분한 수분 섭취와 휴식 공간 마련을 강조했다. 축산농가는 가축 폐사 방지를 위해 송풍 및 분무 장치 가동과 사육 밀도 조절이 요구된다. 8일 이후에는 일부 해안지역에서 폭염특보 완화 가능성도 있을 전망이다. onemoregive@newspim.com 2025-07-06 22:05