한국 과학자들이 신경전달물질과 단백질 등이 세포 내에서 이동하는 과정을 설명하는 기존 이론을 바꿀 수 있는 획기적인 연구결과를 발표해 학계의 주목을 받고 있다.
과학저널 `네이처 스트럭처럴 바이올로지`는 12일 미국 아이오와주립대 신연균 교수(생화학ㆍ생물리학)와 김창섭(세종대 연구원)ㆍ권대혁(안동대 교수) 박사가 내놓은 세포내 신경전달물질 이동과정에 관한 논문을 인터넷에 공개했다.
논문은 세포 내에서 작은 주머니(소낭)에 싸여 이동하는 신경전달물질이 목표 세포로 들어갈 때 소낭과 목표 세포의 막이 결합하며, 이 과정에서 칼슘(Ca)이 두 막을 결합시키는 방아쇠 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.
김창섭 박사는 “이 연구는 그동안 세포내 물질이동을 설명해온 기존 이론(SNARE 가설)이 밝히지 못한 소낭과 세포막간 결합과정을 규명한 것으로 가설의 수정이 불가피해졌다”고 말했다.
SNARE 가설은 세포막과 소낭의 막에 존재하는 SNARE 단백질들이 자발적인 상호작용으로 복합체를 만들면서 융합, 소낭 내부물질이 배출된다고 설명해 왔다. 그러나 이 단백질들이 칼슘이 없는 생체막과 유사한 환경에선 복합체를 형성하지 않는 이유는 수십년간 수수께끼로 남아 있었다.
연구진은 생체막과 유사한 상태에서 SNARE 단백질을 분석, 구조적인 문제로 SNARE 단백질복합체가 생성되지 않음을 확인하고 이 과정에서 칼슘이 SNARE 단백질 결합의 장애물을 없애 막의 결합을 가능케 한다는 사실을 입증했다.
SNARE 단백질은 문제가 생기면 기억상실, 정신분열을 일으키는 등 뇌의 기억기능과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
김 박사는 “막 융합현상이 규명됨에 따라 생명체내 물질이동을 올바르게 이해할 수 있게 됐다”며 “막 융합을 이용한 약물치료, 유전자치료 등 생물공학적인 응용이 가능할 것”이라고 말했다.
<임웅재기자 jaelim@sed.co.kr>
