KIST·생명연 등, 치매 원인물질 '타우단백질' 분해하는 새로운 메커니즘 밝혀..치매 치료 전기 마련

치매를 일으키는 타우단백질이 UBE4B와 STUB1 분자 작용에 의해 자가포식체를 경유해 분해되는 과정

국내 연구진이 치매 원인을 제거하는 새로운 메커니즘을 찾아냈다.

한국과학기술연구원(KIST 원장 윤석진)은 치매의 유력한 발생인자로 지목되는 '타우단백질'을 자가포식으로 분해하는 원리를 발견했다고 27일 밝혔다.

자가포식은 세포가 스스로 불필요한 구성성분과 세포 소기관 등을 분해해 에너지원으로 삼는 현상을 뜻한다. 기존 연구들은 대부분 단백질 분해효소인 '프로테아좀'을 이용해 타우단백질 제거를 유도하지만 아직 뚜렷한 성과를 거두지 못하고 있다. 이번 분해 원리 규명이 기존 치매 치료 전략에도 큰 변화를 불러일으키게 될 전망이다.

그간 뇌신경세포 속 타우단백질의 비정상적 응집은 주요한 치매 발생 원인으로 거론돼 왔다. 타우단백질이 응집해 쌓이면 신경세포를 파괴해 인지기능 및 기억력 상실을 일으키는 것으로 알려져 있다. 하지만 타우단백질이 신경세포에서 응집되고 분해되는 정확한 과정에 대해서는 현재까지 밝혀진 바가 없었다.

류훈 KIST 뇌과학연구소 박사팀과 유권 한국생명공학연구원(원장 김장성) 질환표적구조연구센터 박사팀, 송은주 이화여대 교수팀으로 구성된 공동연구진은 치매 초파리와 마우스 모델 실험에서 mRNA 유전자를 조작해 UBE4B 단백질의 발현을 증가시키면 타우단백질의 비정상적인 응집이 감소하며 치매 실험동물의 행동이 향상되는 현상을 확인했다. UBE4B의 증가가 타우단백질의 분해를 촉진하고 있음을 발견한 것이다.

이를 통해 연구진은 좀처럼 설명하기 어려웠던 세포의 타우단백질 분해 메커니즘에 대해 보다 상세한 지식을 얻게 됐다. 기존에 알려져 있던 프로테아좀보다 자가포식 작용이 타우단백질 제거에 더 효과적이란 사실이다. 연구진은 자가포식을 유도하는 UBE4B를 타깃으로 치매 진단과 치료제 개발 가능성이 높아짐에 따라 새로운 타우단백질 분해 조절 인자에 대해 특허 출원을 진행 중이다.

류훈 KIST 박사는 “타우단백질 분자가 자가포식작용(오토파지)에 의해 분해되는 과정을 규명해 치매 병리현상 예방과 개선의 새로운 길을 확인했다는 데 큰 의미가 있다”고 연구 의의를 밝혔다. 또한 KRIBB 유권 박사는 “초파리 치매 모델에서 발견한 새로운 타우단백질 분해 기전이 마우스 치매 모델에서도 확인된 연구로 새로운 치매 대응 전략을 제시하게 될 것”이라고 말했다.

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)의 지원을 받아 KIST 주요사업으로 수행됐으며, 연구결과는 국제 학술지인 'Nature Communications' (IF 12.121) 최신호에 게재됐다.

김영준기자 kyj85@etnews.com