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

[관련기사]

[관련키워드]

광주과기원 광주과학기술원 GIST 정자 불임 특이단백질 정자특이단백질 정자 생성 정자 머리 정자 꼬리 정자 연결

GAM - 해외주식 투자 도우미

플렉스 ② AI 인프라 시대의 제조 서비스 전문 기업

플렉스 ① 마벨과 함께 22일 S&P 500 편입 확정

[홍콩 대장주] 메이퇀 ③ 신성장 동력의 '폭발적 성장'

[홍콩 대장주] 메이퇀② 실적은 고속 상승, 밸류는 역대 저점

[뉴스핌 베스트 기사]

사진

육군 제복 10년 만에 전면 개편 착수 [서울=뉴스핌] 오동룡 군사방산전문기자 = 육군이 10년 가까이 변화가 없던 제복 체계를 전면 재설계하기 위해 전문 디자인 기관과 협력에 나섰다. 육군은 지난 5일 충남 계룡대에서 한국공예·디자인문화진흥원(공진원)과 '육군 제복 디자인 개발'을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 7일 밝혔다. 이번 협약은 공진원이 추진하는 '2026년 공공디자인 컨설팅 사업'에 '육군 제복류 디자인 개발 사업'이 선정되면서 성사됐다. 공진원은 문화체육관광부 산하 공공기관으로, 공공 영역 디자인 개선 사업을 총괄해 온 전문 기관이다. 지난 2월 27일 서울 노원구 육군사관학교에서 열린 제82기 졸업식에서 졸업생들이 졸업을 자축하며 정모를 높이 던지고 있다. [사진=국방부] 2026.02.27 photo@newspim.com 양측은 이번 협약을 통해 ▲육군 정복 ▲근무복 ▲육군사관학교 생도 정복을 핵심 협력 분야로 설정했다. 특히 제복에 담긴 상징성과 기능성, 착용 편의성, 대외 이미지까지 종합적으로 검토해 '미래형 육군 이미지'를 반영한 디자인 개선 방향을 도출할 계획이다. 육군 제복 체계는 2016년 개정 이후 약 10년간 큰 변화 없이 유지돼 왔으며, 육사 생도 정복은 1970년대 개정 이후 사실상 반세기 가까이 유지된 상태다. 이번 개편에서 가장 관심이 집중되는 부분은 육군사관학교 정복이다. 정부가 육·해·공군 사관학교 통합을 검토하는 상황에서, 각 군의 정체성을 상징하는 제복 체계 역시 재편 압력을 받을 가능성이 크기 때문이다. 군 안팎에서는 "제복은 단순 복장이 아니라 군 정체성과 역사, 지휘 체계와 군의 정체성을 보여준다"라는 말이 나오는 만큼, 사관학교 통합 논의에서 핵심 쟁점으로 떠오를 수 있다는 분석이 나온다. 육군은 이번 협약을 계기로 단순한 디자인 변경을 넘어 장기적인 제복 발전 로드맵 수립에 착수할 방침이다. 기능성 소재 적용, 체형 다양성 반영, 근무 환경별 최적화 등 실질적 개선 요소도 함께 검토된다. 특히 병력 구조 변화와 복무 환경 개선 흐름을 반영해 '착용 만족도'를 핵심 지표로 설정할 것으로 알려졌다. 김진평 육군본부 인사근무과장(대령)은 "전문기관의 체계적인 컨설팅과 지원을 통해 육군 구성원에게는 자부심을, 국민에게는 품격 있고 신뢰받는 이미지를 제공할 수 있는 제복 체계를 구축하겠다"고 밝혔다. 군 안팎에서는 이번 사업이 단순한 복제 개편을 넘어, 향후 10~20년간 육군 브랜드 이미지와 대외 인식을 좌우할 '장기 프로젝트'가 될 것으로 보고 있다. 사관학교 통합이 현실화될 경우, 제복 디자인이 군 조직 개편 방향을 보여주는 상징이 될 가능성이 크다. gomsi@newspim.com 2026-06-08 12:05

사진

오세훈·추경호 재판 이번주 재개 [서울=뉴스핌] 이바름 기자 = 6·3 전국동시지방선거로 미뤄졌던 정치인들의 재판이 이번주 재개된다. 8일 법조계에 따르면 서울중앙지법 형사합의22부(재판장 조형우)는 오는 10일 오세훈 서울시장과 강철원 전 서울시 정무부시장, 사업가 김한정 씨의 정치자금법 위반 혐의에 대한 공판기일을 연다. 오세훈·추경호 등 6·3 전국동시지방선거로 미뤄졌던 정치인들의 재판이 이번 주 재개된다. 사진은 오세훈 서울시장 당선인이 지난 4일 오전 서울시청으로 들어서며 직원들에게 인사말을 하는 모습. [사진 = 뉴스핌DB] 지난 4월 22일 이후 49일 만의 속행공판이다. 재판부는 오 시장의 지선 일정을 고려해 당초 5월로 잡혔던 공판기일을 지선 이후로 연기한 바 있다. 오 시장에 대한 구형은 내주로 전망되고 있다. 오는 17일 결심공판이 진행될 예정인 가운데, 이날 오 시장에 대한 피고인 신문 및 민중기 특별검사팀의 최종의견 진술과 구형, 오 시장의 최후진술 등이 이뤄질 전망이다. 오 시장은 지난 2021년 4월 7일 서울시장 보궐선거를 앞두고 정치브로커인 명태균 씨로부터 10회에 걸쳐 공표·비공표 여론조사를 전달받고, 후원자인 김씨에게 3300만 원을 대납토록 한 혐의를 받고 있다. 오세훈·추경호 등 6·3 전국동시지방선거로 미뤄졌던 정치인들의 재판이 이번 주 재개된다. 사진은 추경호 국민의힘 대구시장 후보가 지난달 23일 오후 대구 북구 칠성종합시장 앞에서 열린 유세현장에서 지지를 호소하고 있는 모습. [사진 = 뉴스핌DB] 추경호 대구시장 당선인의 내란 중요임무 종사 사건도 같은 날 열린다. 서울중앙지법 형사합의34부(재판장 한성진)는 10일 추 당선인의 내란 중요임무 종사 혐의를 공판을 진행한다. 추 당선인은 지난달 13일 법정에 출석했지만, 같은달 28일 공판준비기일에는 출석하지 않았다. 재판부는 지난 4월 추 당선인에게 지방선거가 끝나면 매주 한 차례씩 공판을 진행할 예정이라고 밝힌 바 있다. 추 당선인은 12·3 비상계엄 당시 국민의힘 원내대표로서 윤석열 전 대통령 측으로부터 계엄에 협조해달라는 요청을 받은 뒤 의원총회 장소를 수 차례 변경하는 방식으로 계엄 해제 표결을 방해한 혐의를 받는다. right@newspim.com 2026-06-08 10:20