지방세포생성 핵심조절 기전 규명…분화억제스위치 발견

카이스트 임대식·강주경 교수팀이 사실 규명

비만·대사질환 원인 겨냥 정밀제어전략 제시

[대전=뉴시스] 한국과학기술원(카이스트·KAIST) 생명과학과 임대식·강주경 교수팀이 지방세포 생성을 근본적으로 차단하는 후성유전체 스위치의 원리를 밝혔다. YAP/TAZ–TEAD–VGLL3 축에 의한 지방세포 유전자 프로그램 조절 모식도.(사진=KAIST 제공) 2026.01.23. [email protected]   *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내연구진이 지방세포 생성을 근본적으로 차단하는 '후성유전체 스위치'의 원리를 처음으로 규명했다.

한국과학기술원(카이스트·KAIST)은 생명과학과 임대식 교수와 강주경 교수팀이 히포(Hippo) 신호전달경로의 핵심조절 인자인 '얍/타즈(YAP/TAZ)'가 지방세포 분화과정에서 후성유전체 수준의 '분화 억제 스위치' 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다.

연구팀은 얍/타즈가 자신의 하위 표적인 '비글스리(VGLL3)'를 통해 지방세포 형성을 담당하는 유전자들의 작동을 광범위하게 억제하는 새로운 메커니즘을 제시했다. 히포 신호전달경로는 세포가 언제 자라며 언제 분열을 멈추고 분화할지를 조절하는 세포 운행 통제 시스템이다.

세포 분화는 여러 유전자와 DNA 조절 부위가 유기적으로 움직이는 복합적인 과정이다.
 
이번에 연구팀은 차세대 염기서열 분석기술을 활용해 어떤 세포가 될지 이미 방향이 정해진 '전구세포'의 지방세포 분화 전 과정을 추적하며 유전자 발현 변화 및 후성유전체 변화를 분석했다.

연구 결과, 얍/타즈(YAP/TAZ)가 활성화된 조건에서는 지방세포임을 확인해주는 유전자 프로그램이 작동하지 못하고 몸속 에너지 저장과 사용을 조절하는 '피피에이알감마(PPARγ)'를 중심으로 지방세포 분화 네트워크 전반이 억제된다는 사실이 확인됐다.

또 연구팀은 지방조직 단일세포 분석을 통해 얍/타즈(YAP/TAZ)의 새로운 표적 유전자로 비글스리(VGLL3)를 발굴했다.

기존에는 얍/타즈(YAP/TAZ)가 피피에이알감마(PPARγ)와 직접 결합해 그 기능을 억제한다고 알려져 있었지만 이번 연구에서는 비글스리(VGLL3)가 지방세포 유전자들의 DNA 조절부위인 '인핸서(enhancers)'를 억제해 지방세포 분화 프로그램 전체를 간접적으로 제어한다는 점을 밝혀냈다.

이는 지방세포가 언제, 얼마나 강하게 만들어질지를 결정하는 핵심 타이밍 조절에 히포 신호전달 경로가 중요한 역할을 한다는 의미다.

연구진은 "지방세포 분화 과정에서는 PPARγ가 지방분화 관련 인핸서에 결합해 지방세포 유전자들의 발현을 촉진한다. 반면 TAZ가 활성화되면 TAZ–TEAD 복합체가 VGLL3 발현을 유도하고 VGLL3가 HDAC3/NCOR 억제 복합체와 함께 인핸서의 활성을 낮춰 지방세포 유전자 발현을 억제시켜 분화 프로그램을 약화시킨다"고 설명했다.

지방조직의 기능 이상은 비만, 인슐린 저항성, 지방간 등 다양한 대사질환과 깊이 연결돼 있다.

얍/타즈-비글스리-피피에이알감마(YAP/TAZ–VGLL3–PPARγ) 축의 조절원리가 지방세포 형성과 기능 이상에 관여함을 규명한 이번 연구는 대사질환 조절인 비만치료에 새로운 실마리를 제공한다는 점에서 의미가 크다. 연구 결과는 세계적인 국제 학술지 '사이언스 어드밴스즈(Science Advances)'에 지난 14일 게재됐다.

임 교수는 "이번 연구는 지방세포 분화가 단순한 유전자 조절을 넘어 후성유전체 수준에서 정교하게 제어된다는 점을 최초로 규명한 성과"라며 "지방세포의 정체성 변화 기전을 더 정밀하게 이해하고 장기적으로는 대사질환 환자 맞춤형 치료 전략으로 이어질 중요한 토대를 마련했다"고 말했다.


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