국내 연구진, 신경세포 통신제어 생체막단백질 규명

(아주경제 배충현 기자) 생체막 단백질인 시냅토태그민1(Synaptotagmin1)이 신경세포 통신을 능동적으로 제어한다는 사실이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 규명됐다.

지금까지 학계에서는 시냅토태크민1은 칼슘 이온이 유입되면 신경 전달물질을 분출하는 것으로 추정해왔을 뿐, 그 기능을 명확히 밝혀내지는 못했다.

한국과학기술원(KAIST) 물리학과 윤태영 교수팀은 시냅토태그민1이 신경세포 통신의 강약을 자유자재로 제어하는 '스위치 역할'을 한다는 새로운 사실을 밝혀내고 연구 결과를 세계 최고의 과학저널인 사이언스지 7일자에 게재했다.

윤 교수팀은 신경세포 내에 적정농도(10μmol/Lㆍ1리터당 10마이크로 몰)의 칼슘 이온이 유입되면 시냅토태그민1은 신경전달물질을 빠르게 분출하지만, 적정농도 이상의 칼슘이 유입되면 오히려 그 기능이 감소된다는 사실을 최초로 확인했다.

이는 시냅토태그민1이 신경세포에서 나오는 칼슘 농도에 따라 다양하게 반응한다는 사실을 의미하는 것으로, 시냅토태그민1이 신경세포 통신의 강약을 자유자재로 제어할 수 있다는 사실을 새롭게 규명한 것이다.

또 이번 연구는 낮은 농도의 칼슘에서 시냅토태그민1이 가장 활발히 활동한다는 사실을 최초로 발견했다.

특히 연구진은 시냅토태그민1을 생체막으로부터 분리하면 제어 스위치 기능이 상실된다는 사실도 확인했으며, 시냅토태그민1의 생체막 부착 여부가 그 기능에 핵심인 것을 밝혀냈다.

이와 함께 윤 교수팀은 단소포체 형광기법(single-vesicle fluorescence detection)을 개발하는데 성공, 차세대 신약개발의 주요 타깃인 생체막 단백질의 기능을 단분자 혹은 수개 분자 수준에서 관찰할 수 있는 세계 최고 수준의 기술을 보유하게 됐다.

생체막 단백질은 물질 수송 등 세포 내 필수적인 역할을 한다. 또 암, 당뇨, 비만 등 각종 질병과 밀접하게 관련돼 있어 차세대 신약개발 표적 단백질의 최대 70%를 차지하는 것으로 알려졌다.

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