근육 줄기세포의 '정체성'을 붙잡는 단백질, TRF2 — 쥐 실험 결과

펜실베이니아대 페렐만 의대 연구진이 TRF2 단백질의 새로운 역할을 보고했다. TRF2는 염색체 끝의 텔로미어에서 DNA를 보호하는 단백질로 주로 알려져 왔는데, 이번 연구는 이 단백질이 근육 줄기세포가 스스로를 '근육 줄기세포'로 유지하는 데에도 관여한다고 본다. 연구 책임자인 포테이니 무르키오티는 "TRF2는 단순히 DNA를 보호하는 것이 아니라, 평생에 걸친 근육 재생의 열쇠로 보인다"고 말했다.

확인 방법은 이렇다. 근육 줄기세포는 평소 휴지 상태로 있다가 조직이 손상되면 활성화되어 증식하고, 손상 부위를 복구한 뒤 다시 휴지 상태로 돌아갈 세포를 남긴다. 실험실 관찰에서 TRF2의 양은 이 휴지–복구–자기재생 단계를 따라 오르내렸다. 연구진이 실험용 쥐의 근육 줄기세포에서 TRF2를 제거하자 근육은 처음엔 정상으로 보였지만 줄기세포 수가 점차 줄었다. 다른 조직에서의 TRF2 결손과 달리 세포가 죽은 것이 아니라, 근육 줄기세포로 기능하게 하는 분자적 특성을 잃었다. 이 상태에서 손상이 오면 건강한 근육이 아니라 지방과 흉터 조직이 쌓였다. 뒤셴 근이영양증 쥐 모델에서 TRF2를 제거했을 때는 질환 진행이 훨씬 빨랐고 수명도 짧아졌다. 추가 분석에서 TRF2는 염색체 끝에만 있지 않고 유전체 곳곳의 조절 부위에 결합했으며, 그중 다수에 G-사중체(G-quadruplex)라는 이차 DNA 구조가 있었다.

운동하는 사람 입장에서 바로 적용할 내용은 없다. 이 연구는 쥐와 실험실 세포를 대상으로 한 기초 연구이고, 사람의 훈련이나 회복 방식과 연결 지을 근거는 제시되지 않았다. 연구진은 근이영양증에 대한 새로운 접근과 암 생물학에 대한 단서를 찾는 후속 연구를 진행 중이라고 밝혔다. 골격근은 재생 능력이 뛰어난데도 근육에서 시작되는 암은 상대적으로 드물다는 오래된 의문과 관련이 있다는 것이 연구진의 설명이다.

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