국내연구진, 뇌질환 유발 메커니즘 규명

국내연구진이 간질 등 뇌질환을 유발하는 메커니즘을 규명하는 데 성공했다.

교육과학기술부(장관 안병만)는 포항가속기연구소의 김경진 박사팀이 미생물유전체활용기술개발사업단(단장 오태광)의 지원으로 인간 뇌세포에 존재하는 'SSADH(숙신산 알데하이드 탈수소 효소)단백질'의 입체구조를 통해 간질 등 뇌질환 유발 메커니즘을 규명하는데 성공했다고 19일 밝혔다.

이번 연구 성과는 세계적인 생명과학전문지 엠보저널(EMBO Journal) 19일자 온라인판에 게재됐다.

간질은 뇌의 신경세포가 발작적으로 심한 경련을 일으켜 일시적으로 의식을 잃게 되는 병으로 국민 200명 중 1명꼴로 발병하며 그 중 50%가 10세 이하의 아동에게 나타난다고 알려졌다.

간질의 발병 원인은 인간 중추신경계에서 가장 중요한 억제성신경전달물질인 '가바(GABA)'의 비정상적인 농도 증가로 알려졌다.

하지만 현재까지 'SSADH단백질'의 기능저하가 가바(GABA)의 농도를 비정상적으로 증가시키고 이에 따라 간질 증상이 발생하는 것으로 알려져 왔을뿐, 'SSADH단백질' 기능 저하의 구체적인 원인과 작용 메커니즘에 대해서는 규명된 바가 없다.

연구팀은 포항방사광가속기의 '단백질 결정학 빔라인(6C1)'으로 'SSADH 단백질'의 고해상도 입체구조 분석에 성공해 분자수준에서 간질유발 메커니즘을 규명했다.

방사광가속기는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 다양한 빛을 발생시키는 첨단과학시설이다.

연구진에 따르면 'SSADH단백질'은 활성산소에 의해 산화상태가 되면 구조적으로 닫힌 상태가 되고 산화된 SSADH 단백질은 중간 산물인 'SSA'와 결합할 수 없어 결과적으로 뇌세포 내에서 가바 농도의 비정상적인 증가를 야기한다.

이로 인해 뇌의 과흥분 상태로 발생되는 간질 증상이 생기는 것이다.

가바의 농도 증가는 간질 뿐만 아니라 언어장애, 정신지체 등 각종 뇌질환의 중요한 원인으로도 알려져 있어 이번 연구 결과는 뇌질환 치료제 개발을 위한 원천기술 확보라는 측면에서 평가받고 있다.

이 분야 연구의 세계적 전문가인 미국 피츠버그대 의대 마이클 깁슨 교수는 "이번 연구는 활성산소가 간질발병의 원인이 될 수 있다는 정보를 제공해 주고 있으며 그 작용기작을 분자 수준에서 증명했다.

이는 수십 년 동안의 의문점을 풀어준 중요한 성과다" 고 평가했다.


김철현 기자 kch@asiae.co.kr