단백질 당화, 비정상적 증가 인지기능 저하

국내 연구진 단백질 당화와 학습능력 저하 상관관계 규명

［메디컬투데이 박종헌 기자］ 

국내 연구진이 단백질에 일어나는 오글루넥 당화가 비정상적으로 증가될 때, 신경 세포간의 결합세기의 유동성이 떨어지고 인지기능이 저하되는 것을 밝혀냈다.

단백질에 일어나는 당화(오글루넥)는 단백질의 기능을 조절해 세포의 영양상태를 반영하는 신호전달체계로써, 세포의 영양상태 불균형에 따른 부적절한 당화는 현대인의 만성질환을 유발하는 원인으로 알려져 있다. 

오글루넥 당화는 단백질에 포도당 유도체인 아세틸글루코사민이 결합하는 것이다.

한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 임혜원 박사는 울산과학기술원(UNIST) 서판길 교수와의 공동연구를 통해 유전자 변형을 통해 오글루넥 당화를 인위적으로 증가시킨 실험쥐의 경우 새로운 정보를 학습하는데 더 오랜 시간이 소요되며, 학습한 정보의 정확성도 떨어진다는 사실을 규명했다고 6일 밝혔다.

공동 연구진은 실험을 통해 일반적으로 새로운 정보를 습득할 시에 두뇌의 해마 부위에 위치한 신경세포간의 연결세기가 변화하는 과정이 필수로 일어나야 하지만, 당화가 증가된 유전자 변형 쥐에서는 외부에서 학습을 유발하는 자극이 주어졌을 때도 신경세포 간 연결의 세기가 유동적으로 변하지 않음을 증명했다. 

오글루넥 당화는 포도당의 유도체가 단백질에 결합해 일어나는 변화로써, 체내의 포도당 농도에 따라 민감하게 반응한다는 사실이 알려져 있으며 유전자의 발현이나 세포가 성장해 분열하고 다시 성장해 증식하는 세포주기 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 학계에 보고된 바 있다.  

이번 연구는 오글루넥 당화와 학습능력 사이의 상관관계를 관찰하여 세포의 영양상태가 뇌 인지기능에도 영향을 줄 수 있음을 밝혔다는 점에서 큰 의미가 있다. 

이번 연구 결과를 통해 임혜원 박사는 “치매와 같은 퇴행성 뇌질환뿐만 아니라, 노화 및 당뇨에서 흔히 발생하는 비정상적인 단백질 당화와 인지기능 저하 사이의 상관관계에 대해 추가 연구를 통해 더욱 면밀히 관찰할 필요가 있다”고 말했다. 

한편 이번 연구는 미래창조과학부 바이오의료기술, 뇌과학원천기술개발사업 및 KIST 기관고유사업 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 에 4월 3일자 온라인 판에 게재됐다.    
메디컬투데이 박종헌 기자(pyngmin@mdtoday.co.kr)