“세포내 물질이동 이론 뒤집는다”

신경전달물질과 단백질 등의 세포내 이동 방법을 설명해 온 기존 이론을 뒤집을 수 있는 연구결과가 국내 과학자들에 의해 발표됐다.

과학저널지 ‘네이처 스트럭처럴 바이올로’는 12일 미국 아이오와주립대 신연균 교수(생화학·생물리학)와 김창섭 세종대 연구원, 권대혁 안동대 교수 등이 내놓은 세포내 신경전달물질 이동과정에 관한 논문을 공개했다.

연구진은 논문에서 세포내 작은 주머니(소낭)에 싸여 이동하는 신경전달물질이 목표 세포로 들어갈 때 소낭과 목표 세포의 막이 결합하며 이 과정에서 칼슘이 두 막을 결합시키는 방아쇠 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.

세포내 물질이동은 생명현상의 필수과정으로 물질이동 관련 단백질이 문제가 생기면 기억상실과 정신분열을 일으키는 등 뇌의 기억기능과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다.

김연구원은 “이번 그동안 세포내 물질이동을 설명해온 기존 이론(SNARE가설)이 밝히지 못한 소낭과 세포막간 결합과정까지 규명, 앞으로 관련 가설의 수정이 불가피해졌다”고 말했다.

‘SNARE 가설’이란 세포막과 소낭의 막에 존재하는 세포내 물질 이동관련 단백질들이 자발적인 상호작용으로 복합체를 만들면서 융합, 소낭 내부 물질이 배출된다고 설명해 왔다.

그러나 이 단백질들이 칼슘이 없는 생체막과 유사한 환경에서는 복합체를 형성하지 않아 이 이유는 지난 수십년간 수수께끼로 남아 있었다.

한편, 연구진은 생체막과 유사한 상태에서 SNARE 단백질을 분석, 구조적인 문제로 SNARE 단백질 복합체가 생성되지 않음을 확인하고 이 과정에서 칼슘이 SNARE 단백질 결합의 장애물을 없애 막의 결합을 가능케 한다는 사실을 입증했다.

/ [e-mail] 조남욱기자