[와우! 과학] 세포 하나에 들어있는 단백질 숫자는 얼마나 많을까?

세포 하나는 대부분 눈으로 볼 수 없을 정도로 작다. 하지만 세포를 연구하는 과학자들에게 세포는 하나의 우주만큼 크다. 미세한 동물 세포 하나에도 엄청난 유전 정보를 담고 있는 DNA와 이를 보호하는 핵이 있다. 그리고 그 주변에는 수많은 세포 소기관이 마치 도시를 유지하는 복잡한 건물처럼 배열되어 있다. 핵이 없는 단순한 박테리아조차도 사실 인간이 만든 비행기보다 복잡한 유기체다.

그렇다면 과연 세포 하나에는 얼마나 많은 단백질 분자가 존재할까? 토론토 대학의 그랜트 브라운 교수가 이끄는 연구팀은 효모(yeast)의 일종인 'Saccharomyces cerevisiae'을 대상으로 세포 하나에 존재하는 단백질의 분포를 조사했다. 이 효모를 선택한 이유는 이미 많은 연구가 이뤄져 DNA의 상세한 구조와 DNA가 만드는 단백질이 모두 알려져 있으며 생물 연구용으로 널리 쓰이는 세포이기 때문이다.

연구팀에 의하면 효모 세포 하나에는 6000종류의 단백질이 있으며 대부분 분자량은 1,000-10,000 정도이다. 물론 단백질의 숫자는 종류에 따라 차이가 커서 가장 풍부한 단백질은 50만 개 정도지만, 가장 드문 것은 10개에 불과한 것도 있었다. 그리고 단백질의 전체 숫자는 모두 4,200만 개로 추산됐다. 연구팀은 이 내용을 저널 Cell Systems에 발표했다.

물론 세포를 이루는 가장 흔한 분자는 대부분 물이며 단백질 이외에도 지질과 탄수화물 성분이 들어있다. 하지만 세포의 생명 활동에 있어 가장 핵심이 되고 DNA에서 코딩하는 분자는 역시 단백질이다. 결국, 생명 활동은 DNA에서 RNA를 거쳐 단백질을 통해 조절되므로 세포를 구성하는 단백질의 숫자와 종류를 파악하는 것은 세포를 분자 단위에서 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다. 더 나아가 이번 연구는 작은 세포 하나라도 소우주라고 불러도 좋을 만큼 복잡한 유기체라는 점을 다시 말해 준다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com