KBSI·KAIST, 알츠하이머 주요 원인 '타우단백질' 연구 집대성
KBSI·KAIST, 알츠하이머 주요 원인 '타우단백질' 연구 집대성
  • 온라인뉴스팀
  • 승인 2020.10.12 14:54
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

타우단백질은 다양한 생물리학·생물학적 환경요인(최상단)에 민감하게 반응하여 기능 발휘를 위한 좋은 상거동(phase behavior)을 하거나, 타우병증(tauopathy)과 같이 여러 퇴행성 뇌질환(neurodegenerative disease)을 일으키는 잘못된 상거동을 하게 된다. © 뉴스1


(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 한국기초과학지원연구원(이하 KBSI)이 KAIST와 공동으로 퇴행성 뇌질환의 주요 원인인 타우(tau)단백질 상거동(phase behavior)을 조절하는 인체 내 환경적 요인을 체계화했다.

12일 KBSI 바이오융합연구부 이영호 박사 연구팀과 KAIST 임미희 교수 연구팀에 따르면 타우 단백질은 뉴런 내에서 물질의 운반을 담당하는 운동단백질로 알츠하이머 질환 발병의 핵심 요인이다.

공동 연구진은 이번 논문을 통해 타우단백질에 대한 전 세계의 연구성과를 정리함은 물론 Δ구조와 성격 Δ환경요인에 따라 상이 변하거나 다른 부분으로 분리되는 물리적 현상인 상거동 Δ응집 현상 등을 총 망라했다.

현재 전 세계 연구진들은 알츠하이머성 치매 등 퇴행성 뇌질환을 일으키는 하나의 원인으로 크게 두 가지 단백질의 활동에 주목하고 있다.

아밀로이드 베타(amyloid-β) 단백질의 응집에 의한 아밀로이드 플라크(amyloid plaque)와 타우단백질이 응집해 형성되는 타우 탱글(tau tangle)이라는 물질이다.

최근 세계적 제약사가 진행한 아밀로이드 베타 관련 연구가 3상 임상시험단계에서 연속 실패하며 타우단백질의 성질과 상거동에 대한 관심이 급격하게 높아지고 있다.

 

상다이어그램(phase diagram, 왼쪽)은 KBSI 이영호 박사가 고안한 그림으로 여러 환경조건에 따른 단백질의 상거동과 응집상태를 도해적으로 알기 쉽게 보여준다. 오른쪽 그림은 타우단백질의 액체상 상분리 현상을 설명하는 상다이어그램. ©뉴스1

신경세포 내에 용해돼 액체상으로 존재하는 타우단백질은 세포내 골격(미세소관)에 부착해 신경세포 구조를 안정화시키고, 세포분화를 돕는 좋은 기능을 한다.

그러나, 세포내 골격에서 분리되면 환경요인에 의해 단백질 응집을 일으켜 액체상에서 고체상으로 상전이(phase transition)가 되고 타우 탱글을 형성해 신경세포를 죽게 한다.

아밀로이드 섬유(amyloid fibril)나 올리고머(oligomer)와 같은 고체상태의 타우단백질 응집체가 알츠하이머성 치매를 비롯한 다양한 신경성 질환의 주된 원인으로 꼽히며, 관련 질병을 ‘타우병증(tauopathy)’이라고 한다.

연구진은 이번 논문을 통해 타우병증 또한 환경적 요인에 의한 타우단백질의 잘못된 상거동으로 설명이 가능하고, 신경성 질환마다 서로 다른 환경 차이가 아밀로이드 섬유와 같은 응집체의 성질과 형태도 다르게 한다는 것을 입증했다.

즉, 타우단백질이 좋은 기능을 하기 위한 상거동과 질환의 원인이 되는 상거동을 선택하는데 영향을 주는 환경적 요인이 체계화 된 것이다.

향후 환경적 요인들이 상거동에 영향을 미치는 기작을 밝혀나감으로써 알츠하이머성 치매 등 퇴행성 뇌질환을 극복해나갈 수 있을 것으로 기대된다.

특히, KBSI 이영호 박사 연구팀은 환경적 변화에 민감한 퇴행성 질환의 원인 단백질의 상거동을 쉽게 이해할 수 있도록 다양한 상다이어그램(phase diagram)을 고안했다.

실제 학계 내에서 타우단백질의 액체(상)-액체(상) 상분리(liquid-liquid phase separation)와 같은 상거동 현상의 이해를 돕는데도 이러한 상다이어그램이 널리 이용되고 있다.

 

공동교신 저자 한국기초과학지원연구원 이영호 책임연구원(왼쪽부터), 한국과학기술원 임미희 교수. ©뉴스1


KBSI 이영호 박사는 “이번 논문이 타우단백질에 관한 백과사전과 같은 역할이 될 것”이라며 “타우단백질의 상거동에 대한 깊은 이해가 알츠하이머성 치매 치료제 개발의 획기적 전환점이 될 것”이라며 기대감을 나타냈다.

한편, 이번 논문은 세계적인 화학저널이자 Cell 자매지인 ‘Chem’誌 온라인판에 10월9일자 온라인판에 게재됐다.

 

 



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.