치매 단백질이 뭉치는 ‘급소’ 찾았다…한 곳 막자 성장 멈춰 [노화설계]

뇌 신경세포들이 서로 연결된 모습을 표현한 3차원 일러스트. 미국 연구팀이 알츠하이머병 등 치매 관련 질환에서 타우 단백질이 비정상적으로 뭉치는 핵심 부위를 발견했다. 해당 부위를 차단하자 실험에서 단백질 응집 섬유의 성장이 크게 억제됐다. 게티이미지뱅크 알츠하이머병 등 일부 치매 환자의 뇌에서는 특정 단백질이 비정상적으로 변형돼 서로 달라붙고, 덩어리를 이루며 쌓이는 현상이 나타난다. 이렇게 뭉친 단백질은 주변의 정상적인 단백질까지 변형시키며 점점 커진다. 그런데 미국 연구팀이 단백질들이 서로 달라붙기 시작하는 핵심 부위를 찾아냈다. 실험에서 이 부위를 차단하자 단백질 덩어리의 성장이 크게 억제됐다. 알츠하이머병 등 치매 관련 질환의 새로운 치료법을 개발하는 데 실마리가 될 것으로 기대된다.미국 노스웨스턴대 화학과 한송이 석좌교수 연구팀은 캘리포니아대 샌타바버라캠퍼스(UC샌타바버라) 연구팀과 함께 타우 단백질의 비정상적인 응집을 주도하는 ‘핫스팟’을 발견했다고 12일(현지시간) 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 발표됐다.타우 단백질은 정상적인 뇌에서도 신경세포 내부의 미세소관을 안정적으로 유지하는 역할을 한다. 그러나 구조가 비정상적으로 변하면 서로 뭉쳐 긴 섬유 형태의 응집체를 형성한다. 이러한 응집체는 신경세포 기능을 방해하며 알츠하이머병과 전두측두엽 치매 등 여러 신경퇴행성질환에서 관찰된다.문제는 한번 비정상적으로 뭉치기 시작한 타우 단백질이 주변의 다른 타우 단백질까지 같은 형태로 변형시킬 수 있다는 점이다. 이미 만들어진 응집체의 끝에 새로운 단백질이 달라붙고, 그 단백질도 같은 형태로 접히면서 응집체가 점차 길어진다.타우 단백질은 원래 일정한 입체 구조가 없는 유연한 단백질이다. 제각각 움직이는 단백질이 어떻게 정확히 같은 위치에 결합해 규칙적인 섬유를 형성하는지는 오랫동안 풀리지 않은 의문이었다.한 교수는 이 과정을 수천 개의 포커 칩이 쌓인 탑에 비유했다. 제멋대로 움직이는 국수 가닥 같은 단백질들이 서로를 찾아내 같은 형태로 접히고, 포커 칩을 쌓듯 정확하게 정렬한다는 것이다.그는 “단백질은 비정상적으로 접히면서도 정확하게 쌓여야 같은 구조를 유지한 채 응집 섬유를 길게 만들 수 있다”며 “쌓이는 타우 단백질의 정렬이 조금이라도 어긋나면 결국 구조물의 성장이 멈추게 된다”고 설명했다.연구팀은 단백질 전체가 한꺼번에 맞물리는 것이 아니라 특정 부위가 먼저 결합해 ...