대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)은 서병창 뇌·인지과학전공 교수 연구팀이 염소이온이 이동하는 통로인 'TMEM16A' 활성을 조절하는 요인과 원리를 전기생리학 기법과 구조 분석을 통해 규명했다고 15일 밝혔다. 향후 여러 질병 치료와 관련된 인간 생리학적 현상을 이해하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
'TMEM16A'은 칼슘 농도가 높아지면 활성화되는 칼슘의존성 염소이온이 이동하는 통로다. 다양한 세포 속에서 평활근 수축, 위장의 연동운동, 상피세포에서의 수분 분비 등 여러 생리학적 현상과 관련해 중요한 역할을 수행한다. 하지만 'TMEM16A'와 관련된 여러 연구가 진행됐지만 세포벽을 구성하는 '세포막 인지질'이 'TMEM16A' 활성화에 어떤 역할을 수행하고, 어떤 경로로 통로가 활성화되는지 명확하게 밝혀지지 않았다.
서 교수 연구팀은 세포막 인지질 중 하나인 'PIP₂'가 TMEM16A 단백질 인산화 작용에 어떤 영향을 주는지에 대해 원리를 분자 수준에서 규명하고자 했다. 우선 '선택적 스플라이싱'을 통해 만든 TMEM16A 변이 모델 두 종류를 이용, PIP₂와 관련성을 확인했다. 그 결과 두 변이 모델이 각각 PIP₂와 결합 정도에 따라 TMEM16A 인산화 정도에 차이를 보이고, 더 나아가 활성도에도 영향을 주는 것을 발견했다. 또 연구팀은 세포 내 'ATP' 농도도 TMEM16A가 활성화되는 데 큰 영향을 준다는 것을 함께 발견했다.
연구결과는 여러 생리학적 현상들에서 중요한 역할을 수행하는 TMEM16A 활성화 원리를 규명한 연구로, 향후 암, 낭포성섬유증 등 신경병증성 통증과 같은 질병 치료에 중요한 단초를 제시할 것으로 기대된다.
서병창 교수는 “이번 연구의 차별점은 TMEM16A 변이 모델마다 PIP₂ 민감도가 다르게 나타난다는 사실을 규명한 것”이라며 “향후 TMEM16A 활성 조절연구를 더 진행해 관련된 질병 치료 약물 개발에 도움이 됐으면 한다”고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 최근 세계적인 학술지 '미국 국립과학원 회보(PNAS)' 온라인판에 게재됐다. 연구에는 DGIST 뇌·인지과학전공 서병창 교수가 교신저자로 참여했으며, DGIST 뇌·인지과학전공 고우리 석·박사통합과정생과 미국 워싱턴대학 소속 정승령 박사가 공동 제1저자로 참여했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
