한국 연구진이 알츠하이머병의 핵심 병리 단백질인 타우와 아밀로이드 베타가 직접 소통하며 독성을 조절한다는 사실을 세계 최초로 분자 수준에서 규명했다.
질환 조기 진단을 위한 바이오마커 발굴과 신경퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 임미희 화학과 교수팀이 이영호 한국기초과학지원연구원(KBSI) 박사팀, 김윤경·임성수 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 박사와 타우 미세소관 결합 영역이 아밀로이드 베타와 직접 상호작용(타우-아밀로이드 베타 커뮤니케이션)을 통해 응집 경로를 변화시키고, 세포 독성을 완화할 수 있음을 규명했다고 24일 밝혔다.
연구팀은 타우 단백질이 신경세포 안에서 미세소관(세포 내 수송로)의 아밀로이드 베타와 결합해 '타우-아밀로이드 베타 복합체(이종 복합체)'를 만드는데, 타우의 특정 부분(미세소관 결합 반복 구조)이 붙을 경우 아밀로이드 베타가 독성이 낮고 덜 단단한 형태로 전환됨을 밝혀냈다.
이번 성과는 분광학, 질량분석, 등온 적정 열량측정법, 핵자기공명 등 정밀 분석 기법을 세포 기반 독성 평가와 결합해, 타우-아밀로이드 간 상호작용의 구조·열역학·기능적 특성을 종합적 분석한 결과다.
임미희 교수는 “타우 단백질이 단순히 병리 생성에 기여하는 것이 아니라, 특정 미세소관 결합 반복 구조를 통해 아밀로이드 베타의 응집과 독성을 적극적으로 완화할 수 있는 분자적 기능을 수행한다는 점에서 기존 병리적 이해에 새로운 전환점을 제시했다”며, “이번 연구는 알츠하이머병뿐만 아니라 다양한 단백질 응집 기반 신경 퇴행성 뇌질환에서 치료 표적으로 작용할 수 있는 새로운 분자 모티프를 발굴했다는 데 의의가 있다”고 말했다.
이번 연구는 김민근 KAIST 화학과 박사가 제1 저자로 '네이처 케미컬 바이올로지'에 22일 게재됐다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(리더연구 및 중견연구), 중견연구자지원사업 및 세종과학펠로우십, KBSI·KIST 지원을 받아 진행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
