일본산업뉴스요약

노벨상「Autophagy(자식작용)」을 구명
선택적분야의 해명에 도전

도쿄공업대학의 나카토가와(42) 조교수는, 올해의 노벨의학생리학상을 수상한 영예교수인 오스미 요시노리의 밑에서 수학한 오토퍼지(자식작용)의 연구자이다. 효모에서 소포체와 핵 만을 특정하여 분해하는 구조를 발견하고, 2015년 6월에 영국과학지 네이쳐에 발표했다. 이 대학이 현저한 실적을 올린 젊은 세대를 지원하는 사업인「STAR」에도 뽑혔다.

세포 안에서 특정한 물질 만을 분해하는「선택적 오토퍼지」는 주목 받는 분야이다. 오스미 교수가 1993년에 발표하고 나서, 오토퍼지는 세포 안의 불필요한 물질을 모아서 분해하는 것으로 생각되어 왔다. 2006년 정도부터 분해 대상에만 붙는 물질이 발견되고, 연구가 활발해졌다. 미토콘드리아(Mitochondria)와 일부의 단백질에서 보고 되고 있다.

나카토가와 조교수는 세포에서 중요한 핵이라도 일부를 떼어내는 것 처럼 분해하는 구조가 있다는 것을 발견했다. 대학원생 모치다의 도움도 크다. “그가 도와주었기에 성과가 나왔다. 순식간에 발견했다.” 라며 회상한다.

나카토가와가 오토퍼지에 흥미를 가진 것은 그가 박사학위를 취득한 교토대학 시절이다. 연구실의 선배가 기초생리학연구소로 옮기고, 오스미 교수의 밑에서 일하게 된 것이 계기이다. 당시, 오토퍼지의 지식은 없었다. 무엇을 하는 지를 학회에서 오스미 교수의 강연을 듣고 “매우 흥미롭다” 라며 충격을 받았다.

바로 기회가 찾아왔다. 다음의 연구실을 찾고 있던 때, 오스미 교수로부터 연락이 왔다. “유학을 할지, 일본이라면 오스미 연구실만을 생각하고 있었다.” 지원하는 것에 망설임은 없었다.

2004년부터 기초생물학연구소의 오스미의 밑에서 연구했다. 오스미는 대강 알고 있는 것을 가르치고, 의견을 말하는 정도로 “1~2개월은 연구테마를 결정하는 데에 사용해도 상관없다.” 라며 자유였다. 결국, 나카토가와는 약 3개월에 걸쳐서 테마를 결정했다. 오토퍼지로 분해대상을 감싸는 막의 표면에 있는 물질인「Atg8」의 역할의 해명을 목표로 했다.

오스미에게 ”함께 하자.”라는 말을 듣고 2009년에 도쿄공대에 함께 옮겼다. 학생인 모치다가 더해져서 선택적 오토퍼지의 연구가 크게 진전되었다.

나카토가와는 Atg8에 달라 붙는 물질에 주목했다. 효모를 갈아서 으깬 Atg8과 결합하고 있는 물질을 질량분석했다. 약 100개 중에서 미지의 단백질「Atg39」「Atg40」을 특정했다. 전자는 핵의 표면에 있고, 후자는 소포체의 표면에 있다. 이것을 표적으로 분해대상을 감싸는 막의 표면에 있는 Atg8이 결합하여 분해하고 있었다.

2014년에 조교수가 되어 연구실에서 독립했다. 오스미는 “외부로 나가 고생하고 와라.” 라고 격려했다고 한다. 그래도 연구환경이 좋기 때문에, 오스미 연구실에서 연구하는 객식구의 신분이었지만, 드디어 올해 중에는 다른 건물로 옮긴다.

오스미가 연 오토퍼지의 세계. 나카토가와의 세대에서는「유전자를 발견하고 기본적인 역할을 해명하는 것이 끝나고, 어려운 것이 남은 시대」로 옮겨간다. 간단히 결과가 나오지 않는 문제가 많다. 선택적 오토퍼지도 풀리지 않는 문제가 많고, 예를 들어, 핵의 일부를 분해해도 DNA는 포함되지 않는 구조는 아직 알지 못한다.

분해대상을 감싸는 막이 생기는 구조를 해명하는 것이 큰 테마이다. “흥미로운 메커니즘의 현상해명이 나의 흥미”라고 말한다. 부부이자 연구자로, 도쿄공대 시절부터는 함께 오스미 연구소에서 일해 왔다. 여기서도 오오스미 부부의 전통을 이어갈 것으로 보인다.

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