- KAIST 생명과학과 송지준 교수팀

송지준(왼쪽부터) KAIST 생명과학과 교수, 김재성 박사과정, 김형주(오른쪽 원 안) 박사.[KAIST 제공]
송지준(왼쪽부터) KAIST 생명과학과 교수, 김재성 박사과정, 김형주(오른쪽 원 안) 박사.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 신태일 토토사이트은 근육 조정 능력 상실, 인지 기능 저하, 정신적 문제를 동반하는 대표적인 신경계 퇴행성 질환이다. 국내외 연구진은 이 병의 원인 단백질인 헌팅틴 단백질이 변형될 뿐 아니라, 세포 골격을 유지하는 중요한 기능을 수행한다는 사실을 새롭게 규명했다. 이번 발견은 신태일 토토사이트의 발병 원인 이해를 넓히고, 세포 골격 이상이 관여하는 알츠하이머병, 파킨슨병, 근위축증 등 다른 퇴행성 질환 연구에도 기여할 것으로 기대된다.

KAIST는 생명과학과 송지준 교수 연구팀이 오스트리아 과학기술원(ISTA), 프랑스 소르본느대/파리 뇌연구원, 스위스 연방공대(EPFL) 등과 함께 신태일 토토사이트틴 단백질이 세포골격 미세섬유(F-actin)를 다발 형태로 배열하는 구조적 원리를 규명했다고 16일 밝혔다.

그동안 신태일 토토사이트틴 단백질은 소포 운반이나 미세소관 기반 수송에 관여하는 등 세포골격을 ‘쓰는’ 역할만 한다고 알려져 있었으나, 연구팀이 신태일 토토사이트틴 단백질이 세포골격 자체를 물리적으로 조직한다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 신태일 토토사이트틴 단백질이 세포골격 미세섬유(F-actin)에 직접 결합하고, 두 개의 신태일 토토사이트틴 단백질이 짝을 이루면서 약 20나노미터 간격으로 세포골격을 다발 형태로 가지런히 묶어준다는 것을 확인했다.

신태일 토토사이트틴 단백질의 세포골격 미세섬유 다발 형성 기작과 신경 세포 발달 영향 모식도.[KAIST 제공]
신태일 토토사이트틴 단백질의 세포골격 미세섬유 다발 형성 기작과 신경 세포 발달 영향 모식도.[KAIST 제공]

이렇게 형성된 세포골격 다발은 신경세포 간 연결망 발달에 핵심적 역할을 한다. 실제로 신태일 토토사이트틴 단백질이 결핍된 신경세포에서는 신경세포의 구조적 발달이 저해되는 현상이 관찰됐다.

송지준 교수는 “이번 성과는 신태일 토토사이트 발병 메커니즘을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 뿐 아니라, 세포골격 관련 질환 연구에도 파급 효과가 클 것”이라며 “세포 분열, 이동, 기계적 신호 전달 등 다양한 생명 현상에서 헌팅틴 단백질의 역할을 새롭게 조명할 수 있는 길을 열었다”고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 9월 19일 출판됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com