.Throwing a 'spanner in the works' of our cells' machinery could help fight cancer, fatty liver disease... and hair loss
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Starship version space science
.Throwing a 'spanner in the works' of our cells' machinery could help fight cancer, fatty liver disease... and hair loss
우리 세포의 기계 작동에 '스패너'를 던지면 암, 지방간 질환, 탈모와 싸우는 데 도움이 될 수 있습니다.
케임브리지 대학교 출처: Pixabay/CC0 퍼블릭 도메인
발견된 지 50년 만에 과학자들은 미토콘드리아에서 발견된 분자 기계가 어떻게 우리가 필요한 연료를 당으로부터 만들어낼 수 있는지 알아냈습니다. 이는 지구상의 모든 생명체에 필수적인 과정입니다. 케임브리지 대학 의학 연구 위원회(MRC) 미토콘드리아 생물학부의 과학자들은 이 기계의 구조를 밝혀내고, 이 기계가 어떻게 운하의 자물쇠처럼 작동하여 당 분해로 체내에서 생성되는 분자인 피루브산을 우리 미토콘드리아로 운반하는지 보여주었습니다.
미토콘드리아 피루브산 운반체로 알려진 이 분자 기계는 1971년에 처음 존재가 제안되었지만, 과학자들이 극저온 전자 현미경(물체의 이미지를 실제 크기의 약 165,000배까지 확대하는 기술)을 이용하여 원자 수준 에서 그 구조를 시각화하는 데는 지금까지 오랜 시간이 걸렸습니다. 자세한 내용은 Science Advances 에 게재되었습니다 .
이 분자 기계의 구성을 처음 규명한 케임브리지 대학교의 선임 연구원인 소티리아 타불라리 박사는 "우리가 섭취하는 당은 우리 몸이 기능하는 데 필요한 에너지를 제공합니다. 세포 내에서 당이 분해되면 피루브산이 생성되는데, 이 분자를 최대한 활용하려면 세포의 발전소인 미토콘드리아로 이동해야 합니다. 미토콘드리아에서는 세포 연료인 ATP 형태로 생성되는 에너지가 15배 증가합니다."라고 말했습니다.
휴즈 홀의 박사과정 학생이자 이 연구의 공동 제1저자인 막시밀리안 시크로브스키는 "피루브산을 우리 미토콘드리아로 보내는 것은 간단한 일처럼 들리지만, 지금까지 우리는 이 과정이 어떻게 일어나는지 그 메커니즘을 이해하지 못했습니다. 최첨단 극저온 전자 현미경을 사용하여 이 수송체의 모양뿐만 아니라 정확한 작동 원리를 밝혀낼 수 있었습니다.
이는 매우 중요한 과정이며, 이를 이해하면 다양한 질환에 대한 새로운 치료법 개발로 이어질 수 있습니다. 미토콘드리아는 두 개의 막으로 둘러싸여 있습니다. 바깥쪽 막은 다공성으로 피루브산이 쉽게 통과할 수 있지만, 안쪽 막은 피루브산이 통과할 수 없습니다. 피루브산을 미토콘드리아로 운반하려면 먼저 운반체의 바깥쪽 "문"이 열려 피루브산이 운반체로 들어갑니다. 그러면 이 문이 닫히고 안쪽 문이 열려 분자가 미토콘드리아로 통과합니다. "운하의 자물쇠처럼 분자 수준에서 작동합니다."라고 MRC 미토콘드리아 생물학 연구실의 에드먼드 쿤지 교수이자 케임브리지 트리니티 홀의 펠로우는 말했다. "한쪽 끝에 있는 문이 열려 배가 들어갈 수 있게 됩니다. 그러면 문이 닫히고 반대쪽 끝에 있는 문이 열려 배가 원활하게 통과할 수 있게 됩니다."
미토콘드리아가 에너지를 생산하는 방식을 제어하는 중심적인 역할을 하기 때문에 이 운반체는 이제 당뇨병, 지방간 질환, 파킨슨병, 특정 암, 심지어 탈모를 포함한 다양한 질환에 대한 유망한 약물 표적으로 인식되고 있습니다. 피루브산은 이용 가능한 유일한 에너지원이 아닙니다. 신체 세포는 체내에 저장된 지방이나 단백질의 아미노산에서도 에너지를 얻을 수 있습니다. 피루브산 운반체를 차단하면 신체는 다른 곳에서 연료를 찾게 되어 여러 질병을 치료할 수 있는 기회를 얻게 됩니다.
예를 들어 지방간 질환 의 경우 피루브산이 미토콘드리아로 유입되는 것을 차단하면 신체가 간세포에 저장된 잠재적으로 위험한 지방을 사용하게 될 수 있습니다. 마찬가지로, 일부 전립선암처럼 피루브산 대사에 의존하는 특정 종양 세포들이 있습니다. 이러한 암세포는 피루브산을 더 많이 흡수하기 위해 과도한 피루브산 운반체를 생성하는 경향이 있어 매우 "배고픈" 경향이 있습니다. 운반체를 차단하면 이러한 암세포는 생존에 필요한 에너지를 고갈시켜 사망에 이를 수 있습니다.
이전 연구에서도 미토콘드리아 피루브산 운반체를 억제하면 탈모를 역전시킬 수 있다는 결과가 나왔습니다. 모발 성장을 담당하는 인간 모낭 세포의 활성화는 신진대사, 특히 젖산 생성에 의존합니다. 미토콘드리아 피루브산 운반체가 모낭 세포의 미토콘드리아로 들어가는 것이 차단되면, 피루브산 운반체는 젖산으로 전환됩니다. 쿤지 교수는 "운반체 기능을 억제하는 약물은 미토콘드리아 의 작동 방식을 재구성할 수 있으며, 이는 특정 조건에서 유익할 수 있습니다.
전자현미경을 사용하면 이러한 약물이 운반체 내부에 어떻게 결합하여 방해하는지 정확하게 시각화할 수 있습니다. 마치 작동을 방해하는 것과 같습니다."라고 말했습니다. "이것은 더 우수하고 표적화된 약물을 개발하기 위한 구조 기반 약물 설계에 새로운 기회를 제공합니다. 이는 진정한 게임 체인저가 될 것입니다."
추가 정보: Maximilian Sichrovsky 외, Molecular foundation of pyruvate transport and inhibitory of the human mitochondrial pyruvate carrier, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw1489 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw1489 저널 정보: Science Advances 케임브리지 대학교 제공
https://phys.org/news/2025-04-spanner-cells-machinery-cancer-fatty.html
메모 2504200241_소스1.분석중【】
과학자들은 미토콘드리아에서 발견된 분자 기계가 어떻게 우리가 필요한 연료를 당으로부터 만들어낼 수 있는지 알아냈다. 이는 지구상의 모든 생명체에 필수적인 과정이다.
과학자들은 이 기계의 구조를 밝혀내고, 이 기계가 어떻게 운하의 자물쇠처럼 작동하여 당 분해로 체내에서 생성되는 분자인 *피루브산을 우리 미토콘드리아로 운반하는지 보여주었다.
*pyruvic acid는 카복실산과 케톤 작용기를 가진 가장 단순한 알파 케토산이며, 화학식은 CH3COCOOH이다. 짝염기인 피루브산염(pyruvate, CH3COCOO−)은 여러 대사 경로에서 핵심적인 중간생성물이다.
_[1-3】당은 우리 몸에 필요한 에너지를 제공한다. 당이 세포내에서 분해되면 피루브산 분자가 생성되는데 이를 최대한 활용하려면 미토콘드리아에서 세포연료인 ATP형태로 생성되어 15배 증가한다.
2-1.
미토콘드리아는 두 개의 막으로 둘러싸여 있다. 바깥쪽 막은 다공성으로 피루브산이 쉽게 통과할 수 있지만, 안쪽 막은 피루브산이 통과할 수 없다. 피루브산을 미토콘드리아로 운반하려면 먼저 운반체의 바깥쪽 "문"이 열려 피루브산이 운반체로 들어간다. 그러면 이 문이 닫히고 안쪽 문이 열려 분자가 미토콘드리아로 통과한다.
2-2.
운하의 자물쇠처럼 분자 수준에서 작동한다.한쪽 끝에 있는 문이 열려 배가 들어갈 수 있게 됩니다. 그러면 문이 닫히고 반대쪽 끝에 있는 문이 열려 배가 원활하게 통과할 수 있게 된다.
-【】당이 세포에서 분해되면 비루브산 분자가 생성되는데 에너지적 효율을 나타내려면 qpeoms 미토콘드리아에서 피루브산 운반체로 알려진 pyruvic acid.CH3COCOOH 이 분자 기계는 두가지 문을 통과해야 한다. vixxer.CH3COCOOH는 우선 free.vixer.gate(*new)에 들어가 갇히게 된다. 보기(*)는 준비중이다.
그다음, 두번째 gate는 고전적인 보기1.의 vixer.system이다. 어허. 이 두개의 운하문을 통과한 운반체 classic.vixer.CH3COCOOH에 의해 재조정된 뒤, 보기2. qms.qvixer.qcell.energy가 mcell에 유입되어 신체 세포를 활성화한다.
만약에 이들 두게이트를 잘 제어한다면 각종 질병을 다양하게 치료할 수 있다. 허허.
보기1.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|~ |0000e0
000ac0|~|f00bde
0c0fab|~ |000e0d
e00d0c|~|0b0fa0
f000e0|~ |b0dac0
d0f000|~ |cae0b0
0b000f|~ |0ead0c
0deb00|~|ac000f
ced0ba|~|00f000
a0b00e|~|0dc0f0
0ace00|~|df000b
0f00d0|~|e0bc0a
보기2.
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
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