UNIST 연구팀이 생체 리듬 유지에 필수적인 유전자 'ATAXIN-2(어택신-투)' 연구를 통해 루게릭, 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 발병 원인을 밝혀냈다.
UNIST(울산과학기술대학교)는 미국 노스웨스턴대학 신경생물학과 라비 알라다 교수와 UNIST 나노생명화학공학부 임정훈 교수가 퇴행성 뇌 질환 유전자로 알려진 어택신 2가 생체 리듬 유지에 필수적인 유전자로서 작용하는 점을 세계 최초로 발견, 이 연구 결과를 사이언스지에 16일(현지시각) 발표했다고 밝혔다.
어택신 2 유전자에 이상이 있으면 소뇌, 뇌간 및 척수가 점진적으로 퇴화하는 척수뇌실조증, 루게릭병, 파킨슨병 등과 같은 퇴행성 뇌질환이 발병한다.
퇴행성 뇌질환 발병의 주요 요소인 어택신 2 유전자의 분자 생물학적 기능, 특히 퇴행성 뇌질환을 일으키는 신경 세포학적 역할에 대해서는 규명된 바가 없었다.
임 교수 연구팀은 이를 규명하기 위해 초파리 모델 시스템과 단백질 질량 분석법을 이용해 어택신 2와 TYF(트웬티-포)가 생체 리듬을 주관하는 신경세포 내에서 특이 단백질 복합체를 형성하는 것을 밝혀냈다.
임 교수 팀은 다양한 형질 전환 초파리의 일주기성 행동 변화와 생체 리듬 세포 안의 유전자 발현을 분석, 어택신 2와 TYF의 결합이 생체 리듬을 유지하는 데 중요함을 증명하는 데 성공했다.
어텍신 2 단백질의 발현을 생체 시계 뉴런 안에서 특이적으로 저해하면 피어리어드라고 불리는 생체시계 유전자의 단백질 합성이 저해되고 일주기성 생체 리듬이 사라지는 현상을 발견했다.
연구 결과는 생체리듬을 조절하는 신경 세포에 작용하는 전사 후 조절 인자들과 이에 결합하는 전령 RNA로 구성된 리보핵산 단백질 복합체를 규정하고 기능을 다양한 접근 방식으로 밝힘으로 생체리듬 조절 메커니즘에 어택신 2 유전자에 의한 전사 후 조절 기작의 중요성을 세계 최초로 입증했다.
어택신 2 유전자에 돌연변이가 발생해 어택신 2에 의해 조절되는 유전자들의 단백질 합성이 저하되고 더불어 노화로 이러한 결함이 가중돼 신경세포들이 더욱 퇴하는 결과로서 퇴행성 뇌질환이 발병하게 된다는 것이다.
임 교수는 올 3월1일자로 UNIST에 임용됐다.
임 교수는 "이 논문에서 밝혀낸 어택신 2의 새로운 기능은 관련 퇴행성 뇌질환 환자들에게서 나타나는 수면 질환을 설명할 뿐만 아니라 앞으로 어택신2에 의한 퇴행성 뇌질환 발병 원인 연구와 치료에 새 패러다임을 제시할 것으로 기대한다"고 말했다.
