[굿모닝 사이언스]

'자살하는 세포'에서 알츠하이머병과 식량안보의 실마리를 찾는다

특정 단백질인 SARM1(가운데)은 식물과 동물의 세포 자살에 관여한다. 호주퀸즐랜드대학 제공


해외 과학자들이 세포가 자살하는 것에 대한 연구로 인간의 알츠하이머나병에 대한 치료와 병해에 강한 농작물의 개발 가능성이 높아졌다.

호주 퀸즐랜드 대학의 보스탄 고베 교수는 국제 협력 연구를 통해 특정 단백질이 세포 자살에 관여하는 것을 확인했다고 23일(한국시간) 사이언스지에 발표했다.

아포토시스(apoptosis)라고 불리는 이 세포 자살은 세포가 유전자에 의해 제어돼 죽는 방식의 한 형태로 세포의 괴사나 병적 죽음인 네크로시스(necrosis)와는 다르다. 아포토시스는 발생 과정에서 몸의 형태 만들기를 담당하고, 성체에서는 정상적 세포를 갱신하거나 이상이 생긴 세포를 제거하는 일을 담당하고 있다.

연구진은 인간 뉴런에서 세포가 자살하는 과정에 관여하는 단백질을 연구함으로써 식물 세포에서도 자살을 일으키는 공통적인 방법을 발견했다.

동물과 식물의 세포 자살은 면역 반응의 핵심 부분이며 감염된 세포들이 종종 자살하기 때문에 더 큰 유기체가 살 수 있다.

고베 교수는 "신경퇴행성 질환은 전 세계적으로 수백만명에게 영향을 미치며 여러가지 이유로 발생하지만 원인은 뇌 세포의 파괴"라고 말했다.

특정 단백질인 SARM1은 여러 신경퇴행성 질환에 걸친 뇌세포 파괴에 관여한다. 그는 "우리는 3차원 구조를 드러내는 이 단백질에 대한 중요한 정보를 제공했는데, 이를 통해 세포 분해를 지연시키거나 멈출 수 있는 약물의 개발이 가속화될 것"이라고 전망했다.

연구진은 구조 생물학, 생화학, 신경생물학 및 식물 과학의 조합을 사용해 세포와 단백질을 분석함으로써 잠재적으로 획기적 혁신의 토대를 마련했다.

또한 세포 자살 과정에 대한 이해가 높아지면 질병에 강한 식물의 개발로 이어져 수확량을 높이고 폐기물을 최소화하며 식량 안보를 강화할 수 있다. 고베 교수는 "식량 안보는 전 세계적으로 점점 더 관련성이 높은 문제"라고 말했다.

식물 질병은 수확되기도 전에 매년 농작물 손실의 15% 이상을 차지한다.

그동안 특정 식물 저항성 유전자는 질병으로부터 식물을 보호 할 수 있지만 이러한 유전자의 산물이 어떻게 작용하는지는 잘 파악되지 않았다.

그는 "이 저항의 일부는 인간의 뉴런과 유사하게 감염된 세포가 스스로 파괴된다"고 덧붙였다.
연구를 통해 뉴런에서 이 과정이 어떻게 일어나는지 알게 되면서 식물에서 저항이 어떻게 발생하는지 알 수 있었다.

이로 인해 전세계 농작물을 질병으로부터 보호하는 데 사용할 수 있는 효과적인 합성 저항성 유전자를 만드는 데 한 걸음 더 다가섰다.

이번 연구는 호주 퀸즐랜드 대학과 호주 국립 대학교, 그리피스 대학교 및 호주 연방과학산업연구기구의 연구원들이 미국, 영국 및 호주의 국제 협력자들과 함께 진행했다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자