다아라 매거진 _ 2018.03

기술뉴스

[Technical News]구리와 파킨슨병의 연결고리 규명

구리에 의한 신경독성 물질 형성과정 밝혀

[Technical News]구리와 파킨슨병의 연결고리 규명 - 다아라매거진 기술뉴스
구리 이온에 의한 짧은 알파-시누클린 섬유 생성


김준곤 교수(고려대학교)·이민재 교수(서울대학교) 연구팀이 구리 이온에 의한 신경독성 물질 형성 원리를 밝힘으로써, 파킨슨병의 발병과정을 제시했다고 한국연구재단(이사장 조무제)은 밝혔다.

파킨슨병은 퇴행성 뇌질환의 일종으로, 신경세포가 서서히 죽어가면서 몸의 움직임이 제한되는 운동장애가 발생한다. 그 원인으로서 뇌에 풍부하게 존재하는 알파-시누클린 단백질이 응집된 뒤 신경세포에 유입되어 독성을 일으키는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 알파-시누클린 단백질의 다양한 응집체 중에서 구리 이온과 함께 결합된 응집체가 강한 신경독성을 일으키는 과정을 최초로 규명해냈다.

연구팀은 알파-시누클린 응집이 잘 발생하는 뇌의 흑질 부분에 구리 이온이 다른 부분보다 많이 존재한다는 점에 주목했고, 분자구조 연구, 세포독성에 대한 연구 등을 다각적으로 진행했다.

일반적으로는 알파-시누클린 단량체들이 서로 결합하여 섬유핵을 형성하고, 여기에 다른 단량체들이 이어져서 긴 섬유형태를 이룬다.

반면에 구리 이온이 알파-시누클린 단량체와 결합되면 거대고리구조 형태가 만들어지면서 섬유핵 형성이 촉진되지만, 구조적인 뒤틀림 때문에 길게 신장되지 못하고 짧은 섬유가 형성된다.

짧은 알파-시누클린/구리 응집체는 신경세포 안으로 쉽게 유입되고, 정상적인 세포 기능들을 방해함으로써 신경독성을 유발한다고 연구팀은 설명했다.

이민재 교수와 김준곤 교수는 “이 연구는 구리 이온이 파킨슨병의 원인 물질을 발생시키는 데 어떠한 역할을 하는지 분자와 세포 수준으로 밝혀낸 것”이라며, “세포의 금속이온 항상성을 조절하는 새로운 퇴행성 뇌질환 치료방법을 제시하는 데 기여할 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.

연구팀에 따르면, 이번 연구 결과가 가지는 의미는 크게 두 가지로 우선 구리 이온이 파킨슨병의 발병 부위에서 많이 발견되는데 반해서, 구리 이온이 어떻게 섬유화 기작에 관여하여 독성 물질을 만들게 하는지 알려져 있지 않았다.

따라서 이번 성과를 통해 구리 이온이 어떻게 파킨슨병의 잠재적병인 중 하나가 될 수 있는지 제시했다. 그리고 다른 의미로써 생물리화학과 생화학적 접근 방식을 동시에 사용해 하나의 현상을 다각도로 관찰하였다는 점이 의미가 깊다.

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