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광우병 유발 단백질이 기억의 핵심물질이라고? 목록

조회 : 2404 | 2014-02-26

광우병의 원인은 바로 프리온이다. 그런데 프리온이 장기기억력에 핵심적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. - 위키미디어 제공 

▲  광우병의 원인은 바로 프리온이다. 그런데 프리온이 장기기억력에

핵심적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. - 위키미디어 제공 

 

  단백질과 바이러스의 영어 합성어 '프리온(prion)'은 광우병과 뇌 조직을 서서히 파괴하는 크로이츠펠트-야콥병의 원인 물질로 잘 알려져 있다. 단백질임에도 불구하고, 주변 단백질의 합성을 방해하거나 생체 활동에 간섭하는 방식으로 증식한다는 특징을 갖고 있다.

 

  그런데, 최근 프리온 중에 장기기억능력에 핵심 역할을 하는 ‘착한 프리온’이 있다는 사실이 밝혀져 주목받고 있다.


  미국 스토워즈의학연구소 카우시크 사이 교수팀은 뇌 속에 극미량 존재하는 프리온 유사 단백질 ‘Orb2’가 다른 단백질과 짝을 이루거나 분리되는 방식으로 활성화 정도가 조절되며 적재적소에 신경세포를 자극해 장기기억능력에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝혀내고 오픈액세스 저널 ‘플로스 바이올로지’ 11일자에 발표했다.


  연구팀은 앞선 2012년 초파리 실험을 통해 Orb2 단백질이 장기기억을 유지하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 증명했다.

 

  Orb2 단백질을 만드는 유전자에 돌연변이가 생긴 초파리는 정상 초파리와 마찬가지로 새로운 생활방식을 학습할 수는 있지만 배운 내용을 기억할 수 있는 시간이 며칠 이내로 매우 짧은 것으로 밝혀졌다.

 

  이 결과로 연구팀은 외부에서 자극을 가하거나 에너지를 제공해 주지 않아도 주변 단백질을 프리온 형태로 전염시키며 스스로를 유지할 수 있는 프리온의 성질이 오랫동안 지속되는 장기기억과 관련이 있다는 가설을 증명할 수 있었다. 문제는 ‘방사능 물질’처럼 제어하기 어려운 프리온 활성이 뇌 속에서 어떻게 조절되는 지 였다.


  연구팀은 Orb2 단백질의 여러 형태 중 Orb2A라 부르는 아주 희귀한 형태에 주목했다. Orb2A는 그 자체로는 반감기가 1시간 밖에 되지 않아 자연 상태에서는 숫자가 빠르게 줄어들지만 TOB라는 단백질과 결합하면 반감기가 2배로 늘어났다.

 

  또 신경세포의 특정 자극에 의해서는 TOB 단백질과의 결합이 끊어지며 반감기가 더 늘어나기도 하고 다시 줄어들기도 한다는 사실이 밝혀졌다.


  뿐만 아니라 이 프리온 유사 단백질이 ‘태그가 된’ 신경 세포의 시냅스만을 골라 원하는 때에 자극할 수 있다는 것이 확인됨에 따라, 장기기억이 유지되고 활성화되는 것에 관여하는 미시수준의 메커니즘이 풀린 것이다.


  연구팀은 “Orb2와 TOB은 쥐와 사람의 뇌에서 모두 찾을 수 있는 단백질”이라며 “종을 넘어 인간의 장기기억능력을 설명하는 데도 적용할 수 있을 것”이라 설명했다.

 

 

  동아사이언스 이우상 기자 idol@donga.com 

 

 

 

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