국내 연구진이 퇴행성 뇌질환인 헌팅틴씨병의 발병 매커니즘을 규명했다. 헌팅틴씨병은 퇴행성 뇌질환으로 자율신경계에 문제가 생겨 환자의 손발이 마치 춤을 추는 것처럼 불규칙적으로 움직이는 병이다.

송지준 카이스트 교수(구조생물학, 사진)팀은 하버드 의과대 성인식 교수팀과 공동연구를 수행해 헌팅틴씨병의 원인인 단백질 3차원 구조와 단백질 구조변화를 일으키는 원인을 규명했다. 연구결과는 독일과 미국, 영국 등 3개국이 공동으로 발간하는 분자생물학 국제학술지 <이라이프>에 게제됐다.

헌팅틴씨병은 헌팅틴이라는 단백질 아미노터미널 부부에 글루타민이 증가해 병이 생기는 것으로 알려져 있다. 그러나 헌팅틴 단백질의 기능과 작용원인에 대해서는 거의 알려져 있지 않았다. 또 헌팅틴 단백질은 연구 힘들고 아미노산 말단에 존재하는 폴리글루타민 확장이 전체 헌팅틴에 미치는 영향과 병을 일으키는 원인이 미스터리였다.

송지준 교수팀은 3쳔여개의 아미노산으로 이뤄진 헌팅틴 단백질을 정제해 단백질의 3차원 구조를 규명했다. 또 전자현미경을 이용해 병을 유발하는 폴리글루타민의 위치를 파악하고 3차원 구조를 규명했다.

이 연구를 통해 연구진은 아탁시아와 같은 폴리글루타민 확장에 의한 다른 퇴행성 뇌잘환의 발병에 대한 이해와 헌팅틴씨병에 대한 치료제 개발이 기틀을 마련했다.

송지준 교수는 “이번 연구결과는 헌팅틴씨병을 일으키는 헌팅틴 단백질의 작용 메커니즘에 대한 이해와 헌팅틴씨병의 치료제를 개발하는데 이정표가 될 것”이라고 말했다.

△ 연구를 시작한 계기는?
“헌팅틴 단백질에서 폴리글루타민이 헌팅틴씨병을 유발한다는 사실은 1993년도에 알려져 있었다. 하지만, 헌팅틴 단백질은 3여개 이상의 아미노산으로 이뤄져 그 크기가 매우 큰 단백질로 분자 구조 및 생화학적 연구가 전무한 상태였다. 성인식 교수와 하버드대 의과대학에서 박사후 연구원으로 근무할 때 헌팅틴 단백질 작용기작 연구를 시작했다.”

△ 연구의 어려운 점이 있었다면?
“헌팅틴 단백질 전체를 이용해 연구를 진행했는데, 헌팅틴씨병의 연구자들이 한팅틴 단백질 조각으로부터 얻은 컨셉을 적용해 이번 연구결과를 해석하고자 해 많은 마찰이 있었다. 예를 들어 이 연구가 처음 <이라이프>에 투고됐을 때는 이러한 이유로써 게제 거절을 당했었다. 이런 상황에서 우리 연구진은 이런 게제 거절이유의 부당함을 편집자에게 항의했고 이것이 받아들여져 논문을 다시 보낼 수 있게 돼, 결국 게제 승인이 이뤄졌다. 과학은 새로운 것을 발견하는 것임에도 불구하고, 기존에 알려진 컨셉에 반하는 새로운 결과를 얻었을 경우 학계에서 받아들이기가 힘들어 한다는 것을 느꼈다.”

△이번 연구 성과의 탁월성은 뭔가?
“헌팅틴 단백질 전체의 3차원 구조를 세계 최초로 규명했다는 것이다. 아미노터미널에 존재하는 글루타민의확장이 단백질 전체의 구조를 변화시킨다는 것을 밝혀 헌팅틴씨병의 원인을 규명했다. 향후 헌팅틴 단백질 전체의 3차원구조를 원자수준의 해상도로 규명하고 헌팅틴씨병의 치료제를 개발할 것이다.”

이재 기자 jael@kyosu.net

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