미국 MIT 연구팀은 C9ORF72 유전자의 변이가 세포에서 노폐물을 제거하는 과정을 방해하여 세포 안에 독성 요소를 축적시킨다는 사실을 발견하였다.
이러한 발견은 C9ORF72 유전자가 루게릭병, 전두측두엽 치매와 같은 신경퇴행성 질환의 발달 및 진행에 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 지식을 확장시켰다.
해당 연구 결과는 "C9ORF72 유전자와 연관된 루게릭병/전두측두엽 치매(ALS/FTD) 동원체의 소포체 퇴화 및 리소좀 항상성에 대한 역할"이라는 제목으로 Current Biology 저널에 게재되었다.
여러 유전자가 유전형 루게릭병과 관련되어 있지만, 최대 40%의 경우에서 C9ORF72 유전자가 변이를 일으킨다. 세포에서 해당 유전자의 역할과 루게릭병에 대한 기여는 아직 완전히 밝혀지지 않았다.
이것을 알아내기 위해 MIT의 연구팀은 예쁜꼬마선충의 Alfa-1 유전자를 연구했는데, 이는 인간의 C9ORF72 유전자와 동등한 유전자이다.
연구팀은 인간 루게릭병과 유사하게 예쁜꼬마선충이 정상 Alfa-1 유전자 갖지 않도록 조작하였다. 이로 인해 예쁜꼬마선충의 초기 배아 발달 과정에서, 배아를 둘러싼 유체에 떠다니는 작은 “방울(blobs)”이 생기는 명확한 변화가 일어났다.
추가 실험에 따르면 Alfa-1 유전자의 변이는 세포가 노폐물을 제거하기 위해 사용하는 메커니즘을 손상시켰으며, "방울"은 원치않는 세포 활성 독성 생성물의 축적에서 비롯되었다.
예쁜꼬마선충 배아에서 이러한 결함은 영양소의 흡수를 감소시켜 생존 능력에 직접적인 영향을 미쳤다. 그리고 살아남은 유충들은 일반적인 경우보다 느리게 발달하는 것처럼 보였다.
다음으로, 연구팀은 인간의 C9ORF72 유전자를 Alfa-1 유전자의 결함을 가진 예쁜꼬마선충 배아에 도입했다. 이 접근 방식은 "방울" 효과를 부분적으로 역전시켰고, Alfa-1 유전자와 C9ORF72 유전자가 유사한 기능을 가진다는 것을 시사했다.
이 정보를 인간의 루게릭병에 적용하면, 뇌 세포에서 C9ORF72 유전자가 손실되면 세포 내의 노폐물 청소 과정이 손상되어 결과적으로 독성 물질이 축적될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 효과는 실제로 염증 증가를 포함한 루게릭병의 일부 전형적인 특징과 일치한다.
하지만 여전히 인간 세포에서 C9ORF72 유전자의 역할을 추가로 분석하고, 이것의 손실이 예쁜꼬마선충의 Alfa-1 유전자와 유사한 결과를 초래할 수 있는지 확인하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.
이번 연구의 책임자인 Corrionero 박사는 “신경세포와 같이 매우 오래 생존하는 세포에서 물질을 적절히 분해할 수 없다면, 세포의 생존에 영향을 미치고 질환을 유발할 수 있다.”라고 말했다.
몇몇 제약 회사들은 현재 C9ORF72 유전자 변이의 형성을 막기 위해 설계된 치료법을 개발하고 있다. 이러한 새로운 발견에 비추어 볼 때, 이것은 잠재적으로 연구자들이 주시해야 할 몇 가지 부작용을 초래할 수 있다.
Corrionero 박사는 “어떤 약이든 약물을 개발할 때는 부작용 가능성을 경계해야 한다. 우리의 관찰에 따르면 ALS/FTD 환자에서 C9ORF72 유전자를 억제하는 약물을 연구할 때 고려해야 할 사항들이 있다.”라고 말했다.
출처: ALS News Today
