가톨릭대학교 의과대학 생리학교실 위진홍 교수가 과학기술정보통신부의 ‘2025년도 우수신진연구사업’과 ‘신진연구자 인프라 지원사업’에 동시선정됐다. 

세포소기관 간 상호작용 및 신호전달 기전을 밝히고, 이를 희귀질환 등 난치질환 치료 표적 개발로 연결코자 하는 연구 역량과 잠재력을 국가가 동시에 인정한 결과다.

위 교수는 이번 우수신진연구사업을 통해 ‘리소좀 TRPML 이온채널 기반 세포소기관 조절로 질환 신규 치료 표적 제시’라는 주제로 향후 5년간 총 12억5000만원 규모의 정부 지원을 받는다. 

연구 핵심은 ‘리소좀(Lysosome)’이라는 세포 내 소기관의 이온 채널 기능, 특히 TRPML(transient receptor potential mucolipin) 채널을 규명하고 그 작동 메커니즘을 기반으로 세포 생존 및 사멸 경로를 해석하는 데 있다.

리소좀은 세포 내 불필요한 물질을 분해하고 재활용하는 ‘청소부’ 역할을 담당하지만, 그 기능은 단순한 분해에 그치지 않는다. 

특히 리소좀 내 칼슘(Ca²⁺) 이온 흐름은 세포 내 자가포식(autophagy), 세포 간 신호전달, 생존 결정 등 다양한 생명현상에 깊이 관여한다. 이 흐름을 조절하는 TRPML 채널은 칼슘뿐 아니라 마그네슘(Mg²⁺), 철(Fe²⁺), 아연(Zn²⁺) 등 다양한 이온 흐름에 관여하며 세포소기관의 연결과 기능 조절을 매개하는 ‘신호 허브’로 작용한다.

위 교수는 “세포소기관 간 신호 전달 및 결합 해석을 통해 신규 치료 타깃을 발굴하고, 다양한 난치성 질환 병태생리 이해와 치료 전략 개발에 기여하겠다”고 밝혔다.

이번에 함께 선정된 신진연구자 인프라 지원사업을 통해서는 첨단 이미징 장비인 ‘홀로토모그래피(Holotomography)’ 시스템을 구축할 예정이다. 

이 장비는 세포를 염색하거나 손상하지 않고도 굴절률 정보를 활용해 살아 있는 세포의 3차원 구조를 고해상도로 실시간 관찰할 수 있다.

기존 연구는 세포소기관이 고정된 구조가 아니라 시간에 따라 역동적으로 변화하기 때문에 실시간 상호작용이나 신호 전달 분석에 한계가 있었다. 

위 교수는 이 장비를 활용해 세포 내 소기관 결합·해리, 활성 조절 과정을 정밀히 관찰하고 이를 통해 질환 진단 및 치료 표적 발굴로 확장할 계획이다.

위 교수 연구팀은 세포소기관 이온채널에 전기생리학적 기법을 도입한 국내 최초이자 유일한 연구그룹으로 2021년 관련 연구를 Nature에 게재하며 세계적으로도 연구 우수성을 인정받은 바 있다. 이번 과제를 통해 희귀질환은 물론, 대사질환, 신경계 질환, 노화 관련 질환까지 아우르는 치료기전 및 선도물질 개발이 기대된다.

위 교수는 “세포소기관 이온채널 연구는 생명현상 본질을 파악하는 동시에 미래 맞춤의학 방향을 제시할 수 있는 분야”라며 “이번 연구를 통해 세포소기관 기반 신약개발 플랫폼 기초를 구축하고, 관련 원천기술 확보에 기여하고 싶다”고 말했다.