입력 2025.04.21 09:41
- 신경과학 분야 상위 4%에 해당하는 최상위 학술지 Translational Neurodegeneration에 논문 게재
- Optogenetic induction of TDP-43 aggregation impairs neuronal integrity and behavior in Caenorhabditis elegans(예쁜꼬마선충에서 TDP-43의 광유전학적 응집 유도에 의한 신경 및 행동 결함 연구
한림대학교(총장 최양희) 생명과학과 김경원 교수 연구팀은 빛을 이용해 신경세포 속 유해 단백질의 뭉침 현상을 정밀하게 조절하고, 이로 인한 신경 손상과 행동 이상까지 밝혀내며 퇴행성 신경질환 연구에 중요한 진전을 이뤘다.
이번 연구는 한림대학교 생명과학과 박경환 박사수료생이 제1저자로 주도하고 국가표준연구원 이진환 책임연구원팀이 공동으로 참여했으며, 신경과학 분야 상위 4%에 해당하는 최상위 학술지 Translational Neurodegeneration에 ‘Optogenetic induction of TDP-43 aggregation impairs neuronal integrity and behavior in Caenorhabditis elegans(예쁜꼬마선충에서 TDP-43의 광유전학적 응집 유도에 의한 신경 및 행동 결함 연구)’라는 제목으로 최근 게재됐다.
연구팀은 모델 생물인 예쁜꼬마선충을 활용해, 루게릭병과 전두측두엽치매 등에서 발견되는 병리 단백질 ‘TDP-43’이 신경세포 내에서 어떻게 비정상적으로 응집하고, 이로 인해 어떤 손상이 발생하는지를 정밀하게 분석했다.
특히, 빛을 쬐면 뭉치도록 설계한 인간 TDP-43 단백질을 선충의 신경세포에 발현시켜 실험한 결과, 특정 신경세포에서 단백질 응집체가 형성되자 축삭이 끊기고 운동 능력이 저하되는 현상이 나타났는데, 이뿐 아니라 감각기능 저하, 먹이 탐색 능력 감소, 수명 단축 등도 동반되어, 단백질 응집이 단순한 결과가 아닌 질환을 유발하는 원인일 수 있음을 시사했다.
김경원 교수는 “이번 연구는 기존처럼 과도한 스트레스를 주는 방식 대신, 빛이라는 정밀한 자극을 이용해 단백질 응집을 시공간적으로 조절할 수 있다는 점에서 기존 질병모델의 한계를 극복했다”며, “앞으로 신경질환 치료 후보물질을 빠르게 검증하는 데 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다.
또한 논문 제1저자인 박경환 박사수료생은 “이번 모델은 병리 단백질의 형성과 작용을 훨씬 정밀하게 추적할 수 있다”며, “퇴행성 신경질환의 발병 원인을 밝히고 효과적인 치료 타깃을 찾는 데 유용할 것”이라고 밝혔다.
한편, 이 연구는 과학기술정보통신부의 ‘중견연구자지원사업’, 식품의약품안전처의 ‘동물대체시험 실용화를 위한 표준화 연구’, 그리고 교육부의 4단계 BK21 사업 ‘다중오믹스 기반 기능성 생물소재 연구 교육연구팀’의 지원을 받아 수행됐다.