한국뇌연구원(원장 김경진)은 정윤하 선임연구원이 포함된 국제 공동연구팀이 “루게릭병 및 전두엽 치매와 관련된 수수께끼 유전자 조각(cryptic exons)이 세포 종류에 따라 각각 다르게 발현되는 현상을 찾아냈다”고 8일 발표했다. 
   
연구결과는 신경과학 분야의 오픈액세스 저널인 ‘몰레큘러 뉴로디제너레이션(Molecular Neurodegeneration)’에 게재되었으며, 정윤하 연구원이 제1저자, 미국 존스홉킨스의대의 필립 왕(Philip C Wong)교수가 교신저자로 참여했다.
      
전두엽 치매는 전두엽에서 시작되는 치매. 해마에서 시작하는 알츠하이머 치매나 혈관에 문제가 생겨 발생하는 뇌혈관 치매와 구별된다. 
       
고령화 사회에서 많은 문제를 낳고 있는 전두엽 치매(FTD)나 근육 마비가 온몸으로 퍼지는 일명 루게릭병(근위축성 측삭 경화증, ALS)의 주요 공통 원인인 ‘티디피43 단백질(Tdp-43 protein)’에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 
   
티디피43은 유전자에서 단백질을 만드는 과정을 조절하는 단백질이다. 티디피43이 정상이면 특정 수수께끼 유전자 조각의 발현을 억제하여 정상 단백질이 만들어지지만, 티디피43에 문제가 생기면 비정상 단백질이 만들어질 가능성이 높아진다. 과학자들은 티디피43 단백질과 수수께끼 유전자 조각이 세포 종류에 따라 어떻게 상호작용하는지 알아내면 전두엽 치매 등의 발병 메커니즘을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
      
수수께끼 유전자 조각(cryptic exons)은 DNA에서 염기서열 UG가 반복되는 구간에 가까이 위치한 유전자 조각으로 평소에는 mRNA로 만들어지지 않아 아무런 역할이 없다.

공동 연구팀은 티디피43 단백질이 원하는 세포에서 발현되지 않도록 한 유전자조작 쥐를 이용해 실험한 결과 근육세포와 신경세포 등 세포 종류에 따라 각각 다른 종류의 수수께끼 유전자가 만들어진 것을 확인했다. 
   
세포에서 발견된 비정상 단백질은 수수께끼 유전자 조각이 끼어들어 만들어진 것으로 구조가 불안정하거나 일찍 분해돼 제 기능을 못하게 된다. 연구팀은 이러한 차이가 루게릭병이나 전두엽 치매 등 세포에 따라 다른 질환을 일으키는 이유를 밝혀줄 것으로 기대했다.

한국뇌연구원 정윤하 선임연구원은 “이번 연구결과는 티디피43 단백질과 특정 수수께끼 유전자 조각이 퇴행성 뇌신경계 및 근육질환의 진행과정에 독특한 방법으로 관여한다는 것을 시사한다”며 “뇌신경계 질환, 근육 질환 등의 치료제 개발과 조기진단 마커로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부의 ‘4대 뇌연구 기반연구사업’ 등의 예산 지원을 받아 진행됐다.