“단백질 당화, 인지ㆍ학습능력 저하한다”

KIST, 오글루넥 세포 간 인지기능 저하하는 것 확인

국내연구진이 단백질 당화가 인지와 학습능력을 저하한다는 것을 규명했다.

6일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면, 뇌과학연구소 임혜원 박사는 울산과학기술원(UNIST) 서판길 교수와의 공동으로 유전자 변형을 통해 오글루넥 당화를 인위적으로 증가시킨 실험 쥐가 새로운 정보를 학습하는데 더 오랜 시간이 걸린다는 확인했다.

이 쥐는 학습한 정보의 정확성도 다른 쥐보다 떨어졌다.

단백질 당화는 단백질의 기능을 조절해 세포의 영양상태를 반영하는 신호 전달체계다.

세포의 영양상태 불균형에 따른 부적절한 당화는 현대인의 만성질환을 유발하는 원인이다.

단백질에 일어나는 당화 중 오글루넥 당화(O-GlcNAc glycosylation)는 단백질에 포도당 유도체인 ‘아세틸글루코사민’이 결합하는 것이다.

연구진은 오글루넥 당화가 비정상적으로 높아질 때 신경 세포 간 결합세기의 유동성이 떨어지고 인지기능이 저하된다는 것을 밝힌 것이다.

일반적으로 새로운 정보를 습득할 때 두뇌 해마 부위에 신경세포 간 연결세기가 변화하는 과정이 필수로 일어난다.

하지만, 연구진은 당화가 증가한 유전자 변형 쥐에서는 외부에서 학습을 유발하는 자극이 주어졌을 때도 신경세포 간 연결의 세기가 유동적으로 변하지 않음을 실험으로 확인했다.

오글루넥 당화는 일반적으로 체내의 포도당 농도에 따라 민감하게 반응한다고 알려졌다.

유전자의 발현이나 세포가 성장해 분열하고 다시 성장해 증식하는 세포주기 조절에 중요한 역할을 하는 것이다.

임혜원 박사는 “오글루넥 당화와 학습능력 사이의 상관관계를 관찰해 세포 영양상태가 뇌 인지기능에도 영향을 줄 수 있음을 밝혔다”면서 “치매와 같은 퇴행성 뇌질환뿐만 아니라 노화 및 당뇨에서 흔히 발생하는 비정상적인 단백질 당화와 인지기능 저하 사이의 상관관계에 대해 추가 연구를 통해 더 면밀하게 관찰할 필요가 있다” 고 설명했다.

이번 연구는 미래창조과학부 바이오의료기술ㆍ뇌과학원천기술개발사업 및 KIST 기관고유사업 지원으로 수행됐으며, 결과는 지난 3일 ‘Scientific Reports’ 온라인 판에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@