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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외교부 1차관 인사 충격파 [서울=뉴스핌] 유신모 외교전문기자 = 국장급에서 일약 차관으로 직행한 박윤주 외교부 1차관 임명에 외교부가 술렁이고 있다. 외교부 조직과 인사를 총괄하는 책임자인 1차관에 현재 실장급(1급)보다 후배 기수인 박 차관을 전격 기용한 배경을 놓고 설왕설래 중이다. 이번 인사는 파격을 넘어 충격에 가깝다. 박 차관은 전임 김홍균 1차관보다 외무고시 기수로 11기 아래이며 나이도 9살이나 어리다. 박 차관이 미국 관련 업무를 오래했다고는 하나 본부 주요 국장도 거치지 않았고 공관장도 특명전권대사가 아닌 총영사를 지냈다. 기수나 나이, 경력 모든 면에서 전례가 없는 인사다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 = 박윤주 신임 외교부 1차관이 11일 오전 서울 종로구 외교부에 첫 출근을 하고 있다. 2025.06.11 gdlee@newspim.com 퇴직한 외교관 출신의 한 인사는 "차관이 실장보다 후배였던 경우는 외교부 역사상 한 번도 없었다"면서 "이 정도 인사면 조직에 미치는 영향이 만만치 않을 것"이라고 말했다. 전남 보성 출신인 박 차관은 민주당 정부에서 요직을 거쳤다. 노무현 정부 출범 때 정권인수위원회를 거쳐 이종석 당시 청와대 국가안전보장회의(NSC) 사무차장 밑에서 일했다. '자주파·동맹파 파동'으로 외교부 북미국장에서 물러난 위성락 현 국가안보실장도 당시 NSC에서 함께 일했으며, 위 실장이 주미 대사관 정무공사일 때도 워싱턴 공관에서 함께 근무했다. 문재인 정부 들어 북미국 심의관과 인사기획관을 거쳐 애틀랜타 총영사로 임명됐지만, 1년여 만에 윤석열 정부 출범과 함께 교체됐다. 외교부가 술렁이는 이유는 단순히 의외의 인물이 발탁됐기 때문만은 아니다. 박 차관 임명이 의미하는 것이 무엇인지에 대한 불안감이 있다. 전례없는 파격 인사로 조직에 충격을 가하고 강도 높은 조직 개편과 체질 개선을 추진하기 위한 인사가 아니냐는 관측이 나오고 있다. 외교부는 민주당 정부가 집권했을 때마다 개혁의 대상이었으며, 실제로 외교부를 '손보려는' 시도도 자주 있었다. 노무현 정부때는 중앙인사위원회·행정자치부 출신의 차관을 임명해 조직 개편을 시도했고, 문재인 정부 때는 주미 대사관의 한·미 정상통화 유출사건을 계기로 외교부 내 '친미 라인'을 제거하기 위해 과도한 징계를 가해 물의를 빚은 적도 있다. 외교부의 한 중견 간부는 "이번 차관 인사가 태풍의 전조일지도 모른다는 불안감이 외교부 내에 있는 것이 사실"이라며 "박 차관 임명이 조직에 활력을 불어넣는 신선한 충격으로 작용하기를 바란다"고 말했다. opento@newspim.com 2025-06-11 16:23

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[이재명의 사람들]김현지 총무비서관 [서울=뉴스핌] 지혜진 기자 = 이재명 정부가 출범한 지 1주일이 지난 가운데 비서실장을 비롯해 수석비서관급 인선도 추가로 이뤄지고 있다. 현재까지 드러난 이재명 대통령 인선의 핵심은 '실용'이다. 인수위원회 없이 출발해야 하는 정부인 만큼 기존에 손발을 맞춰온 인사들을 적극적으로 등용하는 모습이다. 특히 이 대통령이 경기 성남시장, 경기도지사 때부터 호흡을 맞춰온 성남·경기라인 인물들은 정부 요직에 내정됐다. 대표적인 인물이 총무비서관으로 내정된 김현지 전 보좌관이다. 이 대통령의 최측근 중 한 명으로 꼽히는 김 전 보좌관은 이 대통령이 성남시장이던 때 시민운동을 하면서 인연이 닿았다. 대학 졸업 직후인 1998년 당시 변호사이던 이 대통령이 설립을 주도한 성남시민모임에 합류했으며 이곳에서 집행위원장, 사무국장 등을 거쳤다. 이 대통령이 정치를 결심하게 된 계기가 됐던 성남시립병원 설립 운동도 함께했다. 성남시립병원추진위원회에서 사무국장을 역임한 것. 이후 이 대통령이 성남시장에 당선된 후에도 시민운동에 방점을 찍었다. 그는 2011년 성남 지역에서 활동하는 환경·도시 전문가 등이 주축이 된 민관 협력 기구 '성남의제21'에서 사무국장으로 활동했다. 그러다 이 대통령이 2018년 경기도지사에 당선된 후에야 도청 비서관직을 맡으며 본격적으로 이 대통령을 보좌하기 시작했다. 김 전 보좌관은 '그림자 보좌'로 유명하다. 본인이 전면에 나서지 않는 성향이다. 시민운동가로 활동할 때는 지역 언론 인터뷰에도 응하는 등 적극적인 모습을 보였으나 이 대통령이 국회에 입성한 이후에는 언론 노출을 지양해왔다. 또한 김 전 보좌관은 이 대통령에게 직언을 아끼지 않는 것으로 알려졌다. 당 관계자는 "김 전 보좌관은 리스크 관리를 중요시하는 사람이다. 문제가 될 만한 것들은 사전에 차단하려고 하고 조심성이 강하다"고 했다. 이 대통령의 최측근으로 꼽히던 정진상 전 당대표실 정무조정실장과 김용 전 민주연구원 부원장이 각각 대장동 사건과 불법 정치자금 수수 혐의 등으로 사법리스크에 휘말리면서 당직을 내려놓은 영향도 있다. 김 전 보좌관이 정 전 실장과 김 전 부원장의 자리를 대체했다는 이야기도 있었다. 김 전 보좌관이 맡게 될 대통령실 총무비서관은 대통령실 예산을 총괄하는 직책으로 공무원 직제상 1급에 해당한다. 특히 대통령실 2급 이하 행정관 등 실무진 인사에 관여할 수 있다. 이 대통령은 수석급 인선에는 강훈식 비서실장, 우상호 정무수석, 강유정 대변인 등 비교적 친명(친이재명) 색채가 옅은 통합형 인재를 등용하는 한편 실무라인에는 김 전 보좌관처럼 오랜 기간 손발을 맞춰온 '복심'들을 배치하고 있다. 대통령실 1부속실장에 내정된 김남준 전 당대표 정무부실장, 의전비서관의 권혁기 당대표 정무기획실장, 인사비서관의 김용채 전 보좌관 등이 대표적이다. 원외에서 이 후보를 후방지원한 더민주전국혁신회의 핵심인물들도 이재명 정부에서 주요 역할을 할 것으로 보인다. 윤용조 혁신회의 집행위원장은 대통령 국가안보실 비서관으로 배치될 가능성이 크다. 강위원 혁신회의 상임고문은 전남 경제부지사에 내정된 것으로 확인됐다. 내년 지방선거를 앞두고 새 정부와 더 긴밀히 호흡을 맞출 수 있는 점을 고려한 것으로 보인다. heyjin@newspim.com 2025-06-11 17:10