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[표지로 읽는 과학] 세포의 '품질 관리' 다운증후군 기억력 저하 치료길 열까

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[표지로 읽는 과학] 세포의 '품질 관리' 다운증후군 기억력 저하 치료길 열까

2019.11.17 07:00
사이언스 제공
사이언스 제공

국제학술지 ‘사이언스’는 14일 분주하게 돌아가고 있는 ‘세포 공장’을 그린 삽화를 표지에 실었다. 세포는 기업이 ‘품질 관리’ 기법으로 양질의 제품을 생산하듯 양질의 단백질을 공급하는 다양한 관리 능력을 갖고 있다. 공장에서 제품의 상태를 감지하고 품질 관리에 활용하는 것처럼 세포도 단백질의 상태를 분석하고 문제가 생기면 단백질의 분해와 생산을 조절한다. 이 과정에 문제가 생기면 다양한 병이 발생하게 된다. 반대로 이를 치료하면 병을 낫게 할 수도 있다.

 

피터 월터 미국 샌프란시스코 캘리포니아대 생화학 및 생물리학부 교수와 마우로 코스타마티올리 미국 베일러의대 신경과학부 교수 연구팀은 세포 내 스트레스를 관리하기 위해 단백질의 합성과 분해를 조절하는 경로인 ‘통합 스트레스 반응(ISR)’의 결함이 다운증후군에 걸린 쥐의 인지 장애를 유발하는 것으로 나타났다고 이달 15일 ‘사이언스’에 발표했다.

 

다운증후군은 유전으로 발병하는 지적장애 중 가장 흔한 병으로 아직 뚜렷한 치료법은 없다. 기억력 저하가 대표적 증상이다. 연구팀은 다운 증후군에 걸린 사람과 다운증후군을 일으킨 쥐의 모델에서 분리한 세포가 단백질 합성 속도가 느려져 있는 걸 발견했다. ISR이 활성화하면서 세포가 단백질 합성을 조절하는 능력을 잃고 합성 속도가 느려지는 것으로 나타났다.

 

ISR이 다운증후군과 연관이 있는지 알아보기 위해 연구팀은 유전자 조작과 약제로 다운증후군 쥐의 ISR을 억제하는 처치를 했다. 이후 다운 증후군 쥐와 ISR을 억제한 쥐에게 긴 시간 기억력이 필요한 과제를 하도록 했다. 다운증후군에 걸린 쥐는 장기 기억력이 떨어져 과제를 수행하지 못한다. 반면 ISR을 억제한 쥐는 정상 쥐와 마찬가지로 과제를 정상적으로 수행했다. 다운증후군 증상인 기억력 저하를 치료하는 방법을 찾아낸 것이다.

 

코스타마티올리 교수는 “ISR은 정상적인 장기 기억 형성을 위한 분자 스위치인데 다운 증후군에선 이 스위치가 꺼져 있음을 발견한 것”이라며 “ISR을 조정해 기억력 결핍을 되돌리는 것을 발견한 것으로 단백질 항상성에 문제가 있어 발생하는 인지 장애를 완화하는 치료법을 찾을 수 있음을 시사한다”고 말했다.

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