세포소기관 '골지체' 이온통로 찾았다…치매 치료 열쇠 될까

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기초과학연구원 "이온통로 단백질 손상된 실험 쥐, 기억력 감퇴"

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 세포소기관 '골지체'의 이온 채널이 어떻게 작동하는지 규명했다고 16일 밝혔다.

이를 골지체의 기능 이상으로 나타나는 인지 장애 치료를 위한 새로운 표적으로 제시했다.

골지체는 단백질을 가공해 세포 밖으로 옮기는 역할을 한다. 제 기능을 하기 위해서는 이온 채널을 통해 내부를 약산성 상태로 유지해야 한다.

이온 채널은 이온이 드나드는 통로 역할을 하는 막 단백질로, 자극에 따라 여닫으며 이온 농도를 조절한다.

이온 채널에 문제가 생기면 골지체에 구조적 변화가 일어나게 되는데, 알츠하이머병 등 인지 기능 장애에서 종종 골지체 기능 이상이 발견되지만 어떤 이온 채널에 의한 것인지는 알려지지 않았다.

IBS 인지 및 사회성 연구단 이창준 단장 연구팀은 뇌 별세포(뇌 속 별 모양의 비신경세포)에 높게 발현하는 것으로 알려진 'TMEM87A'라는 막 단백질이 골지체의 산도를 조절하는 이온 채널임을 확인했다.

이어 바이오분자 및 세포 구조 연구단 김호민 CI 연구팀과 함께 '초저온 전자현미경'(Cryo-EM)을 이용, 초고해상도로 TMEM87A의 3차원 분자 구조를 밝혀냈다.

또 전기생리학 실험과 분자동역학 분석을 통해 이 단백질이 전압 변화에 따라 통로가 열리게 되며, 양이온이 이동하는 채널로서 음이온 채널과 함께 골지체의 막 전압을 조절한다는 것을 확인했다.

특히 TMEM87A 단백질이 손상된 실험 쥐는 골지체가 조각나거나 부어오르는 등 비정상적인 모습으로 변했으며, 이는 학습 장애와 기억력 감퇴로 이어졌다.

이창준 단장은 "골지체의 형태적·기능적 변화가 어떻게 기억력에 관여하는지 밝혔다"며 "TMEM87A 단백질을 표적으로 하는 새로운 뇌 질환 치료 방법을 찾는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난 11일자 온라인 판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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