'병적 응축체' 소두증과 첫 연관 규명…예일대 플랫폼 개발

미국 연구진이 세포 내 생체분자 응축체의 기능 이상이 소두증 등 신경발달 장애와 연관된다는 사실을 처음으로 규명했다.

3일(현지시간) 미국 예일대 의과대학에 따르면 이 대학 연구팀은 생체분자 응축체의 기능 이상과 관련된 유전자를 찾아내는 플랫폼 '콘덴스크린(CondenScreen)'을 구축했다. 연구 결과는 지난달 25일 국제학술지 '분자생물학 오브 더 셀(Molecular Biology of the Cell)'에 게재됐다.

생체분자 응축체는 세포 안에서 생물학적 분자들이 막 없이 뭉쳐 형성되는 독립적인 구획이다. 일부 응축체는 기능 이상을 일으켜 비정상적으로 축적되는데, 이런 병적 응축체는 세포 사멸을 유발하고 전두측두엽변성, 파킨슨병, 알츠하이머병 등 신경퇴행성 질환과 연관된 것으로 알려져 있다.

연구팀은 인간 게놈의 유전자 2만 개를 대상으로 병적 응축체의 축적을 막는 유전자를 선별했다. 배양 세포에서 유전자를 하나씩 제거한 뒤 병적 응축체가 생기는지 관찰하는 방식이다.

그 결과 상위 후보 유전자 다수가 신경발달 장애와 관련된 것으로 나타났다. 신경발달 장애는 비정상적으로 머리가 작은 희귀 질환인 소두증 등을 포함한다.

연구 제1저자인 딜런 포치 예일대 분자생물리학·생화학과 박사과정생은 "우리가 아는 한 신경발달 장애와 병적 응축체는 지금까지 연결된 적이 없다"며 "매우 흥미로운 발견"이라고 말했다.

연구 책임자인 크리스티안 슐리커 교수는 신경퇴행성 질환에서는 병적 응축체가 수십 년에 걸쳐 축적되지만 신경발달 질환은 수개월 만에 빠르게 나타난다며 "응축체에 이렇게 급격한 변화가 생기는 것은 매우 이례적"이라고 설명했다.

연구팀은 또 콘덴스크린을 활용해 근긴장이상증(DYT1) 치료제 후보를 찾기 위해 소분자 약 2000개를 평가했다. 이 과정에서 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 유망 화합물 여러 개를 발굴했다.

포치는 "신경 질환과 관련된 단백질 다수는 기존 약리학으로 표적 삼기 어렵다"며 "생체분자 응축체 자체를 표적으로 삼을 수 있다면 치료 응용의 새로운 길이 열린다"고 말했다.

연구팀은 현재 수만 개 화합물을 추가로 선별하고 있으며, 콘덴스크린은 온라인에 공개했다.