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국제학술지 사이언스는 10일 꼬불꼬불한 것들이 복잡하게 얽히고 설켜 있는 모습을 표지로 실었다. 노란색과 흰색, 파란색 등 색도 다양하다. 이 정체불명의 물체는 바로 ‘핵막공복합체’다.
하나의 핵에는 수천 개의 핵막공이 있다. 핵막공은 세포질과 핵질 사이 물 분자를 통과시키는 통로다. 세포의 대사 과정에서 골키퍼처럼 물질의 이동을 결정하는 역할도 한다. 세포의 내막과 외막 사이에 존재하는 핵막공 복합체는 보통 2000개 이상의 구멍을 갖고 있다. 이 구멍을 통해 세포 외부의 물질을 흡수하거나 내부 물질을 배출한다. 평소 바이러스나 박테리아의 공격을 막는 중요한 역할을 하지만 핵막공복합체의 구조는 아직 완전히 밝혀지지 않고 있다.
사이언스는 금주 핵막공복합체와 관련한 특집을 마련했다. 핵막공복합체의 정교한 분자 구조가 어떻게 설계되고 형성되는지에 대해 조사한 연구들을 모았다.
예시로 쉬야말 모살라간티 미국 미시건대 생물화학과 교수 연구팀은 핵막공복합체를 극저온 전자 단층 촬영 기법으로 촬영했다. 이 기법은 정밀한 단일 분자로 이뤄진 원시 세포 환경에서 거대 분자 구조와 공간 조직을 분석하고 분자의 상 분리를 연구하는 데 활용된다. 나노미터(nm, 10억 분의 1m) 수준까지 들여다 볼 수 있다. 연구팀은 핵막공복합체의 단백질과 핵막이 세포벽 내부에서 어떻게 연결돼 있는지 밝혔다.
우 하오 미국 하버드대 의대 교수 연구팀은 핵막공복합체로 가득찬 핵막을 가진 아프리카 발톱개구리의 난모세포를 분석했다. 구글의 인공지능(AI) 자회사 딥마인드가 지난해 7월 AI 단백질 구조 예측 도구인 ‘알파폴드’의 소스코드를 활용해 핵막공복합체를 구성할 것으로 추정되는 단백질 5종을 발굴했다.
사이언스는 “핵막공복합체의 무수한 기능과 병리를 알아낼 수 있는 기초연구들”이라 소개했다.
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- 고재원 기자jawon1212@donga.com