디지스트(DGIST·총장 이건우)는 최성균 핵심단백질자원센터장(바이오메디컬연구부 책임연구원)과 유우경 뇌과학과 교수 연구팀이 체내에 유입된 미세플라스틱이 생체 단백질과 결합해 뇌세포의 기능을 교란하고, 이로 인해 신경독성 물질로 작용할 수 있음을 규명했다고 6일 밝혔다.
특히 이번 연구는 '단백질 흡착 미세플라스틱'이 체내에서 생물학적 특성을 변화시키며 염증반응 및 세포 기능 교란을 일으키는 과정을 단백체 분석 기반으로 정밀하게 입증했다는 점에서 주목받고 있다.
미세플라스틱은 공기, 물, 음식 등을 통해 인체에 유입되며, 체내에 머물면서 다양한 생리적 기능에 악영향을 미칠 수 있다. 특히, 그 크기와 화학적 특성으로 인해 생체 단백질과 쉽게 결합할 수 있으며, 이로 인해 기존과는 전혀 다른 형태의 생물학적 반응을 유도할 가능성도 제기돼 왔다.
그러나 지금까지는 '플라스틱 자체의 독성'에 대한 연구가 주를 이뤘고, 실제 생체 내 환경에서 단백질과 결합한 상태의 미세플라스틱, 즉 '단백질 흡착 미세플라스틱'이 인체에 미치는 영향에 대해서는 실질적이고 구체적인 연구가 거의 이루어지지 않았다.
연구팀은 먼저 마우스의 혈청을 미세플라스틱과 함께 처리해 단백질이 흡착된 상태의 미세플라스틱을 형성한 후, 이를 마우스 뇌 유래 신경세포 및 인간 미세아교세포에 처리해 생체 반응을 분석했다. 그 결과, 단백질이 흡착된 미세플라스틱은 세포 내 단백질 합성, RNA 가공, 지질 대사, 물질 수송 등 생명 유지에 필수적인 기능을 광범위하게 교란하는 것으로 확인됐다. 이는 단순한 물리적 자극을 넘어, 세포 수준에서의 본질적인 기능 손상을 유발함을 의미한다.
특히 혈청 단백질이 흡착된 미세플라스틱은 염증 유전자 발현을 유도하고, 세포 신호 전달과 생리 기능을 저해하며, 지속적으로 체내에 축적되면 신경독성 물질로 작용할 수 있는 가능성을 보여주었다. 이는 플라스틱 자체보다 단백질과 결합한 미세플라스틱이 더 큰 생물학적 위해성을 지닌다는 사실을 시사한다.
최성균 센터장은 “이번 연구를 통해 미세플라스틱이 생체 내 단백질과 상호작용하여 새로운 생물학적 특성을 갖게 되고, 특히 뇌세포 기능을 교란해 신경독성 물질로 작용할 수 있음을 규명했다”며, “향후 미세플라스틱 연구에 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구는 DGIST 기관고유 사업 (과제책임자 최성균 책임연구원)과 한국연구재단 성장형 박사후국내연수지원사업(성장형 포닥과제, 과제책임자 DGIST 김희연 연구원)의 지원을 받아 수행됐다.
DGIST 뇌과학과 Janbolat Ashim 박사과정생, 지상호 박사, 핵심단백질자원센터 김희연 . 바이오메디컬연구부 이승우 연구원이 제1저자로, 최성균 책임연구원과 유우경 교수가 교신저자로 참여했다.
연구결과는 최근는 미국화학회(ACS, American Chemical Society)의 환경 분야 국제학술지 'Environmental Science & Technology' 온라인판에 게재되었으며, 생물학연구정보센터(BRIC)의 '한빛사(한국을 빛내는 사람들)'에 등재됐다.
대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
