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DGIST, 고혈압·뇌질환 치료 앞당기는 칼슘채널 작용원리 규명

기사승인 2018.10.15  09:55:30

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- 고혈압·뇌질환 등 치료 물질 개발에 새로운 길 열어

   
(왼쪽부터) 연준희 씨, 서병창 교수

[대학저널 최진 기자] DGIST(총장 손상혁) 뇌·인지과학전공 서병창 교수팀이 신경세포와 심장세포에 존재하는 칼슘채널 복합체의 작용원리를 세포내에서 실시간으로 관찰해 규명하는데 성공했다.

칼슘채널(Calcium Channel) 복합체는 알파1(α1), 베타(β), 알파2감마(α2δ) 소단위체로 구성돼 있다. 이러한 소단위체들은 칼슘채널이 세포내 칼슘이온 유입 조절을 통해 다양한 생리현상을 조절하는데 중요한 역할을 한다. 많은 과학자들이 복합체의 작용원리 규명과 분석에 집중했지만 이를 실시간으로 검증하는데 어려움이 있어 현재까지는 눈에 띄는 연구 성과가 나오지 못하고 있었다.

서병창 교수팀은 먼저 ‘라파마이신(Rapamycin) 유도 FKBP-FRB 이합체화 기법’을 변형·적용함으로써 칼슘채널 β소단위체를 세포소기관 세포소기관으로 움직이도록 유도해 눈으로 실시간 관찰이 가능한 환경을 조성했다. 그 후 패치클램프 기법 패치클램프 기법(Patch-Clamp)을 사용해 그동안 연구가 불가능했던 칼슘채널 내 여러 소단위체의 작용원리뿐만 아니라 소단위체간의 상호작용을 규명할 수 있었다.

칼슘채널 내에서 β소단위체가 혼자 발현될 경우에는 α1소단위체와 안정적으로 결합했다. 그러나 다른 유형의 β소단위체가 같은 칼슘채널 내 2개 이상 존재할 경우 β소단위체들간의 상호 경쟁으로 기존 α1·β결합 소단위체의 β소단위체가 다른 단일 β소단위체로 대체되며 안정성이 저하되는 사실을 규명했다.

또한 서 교수팀은 칼슘채널 α1·β결합 소단위체가 분리하며 발생하는 채널내 칼슘유입 감소, 채널 차단속도 저하, 세포막 인지질에 의한 칼슘채널 활성도 감소 등 소단위체 작용에 의한 새로운 현상도 함께 발견했다.

서 교수는 “이번 연구는 신경세포와 심장세포에서 이루어진 만큼 향후 고혈압 및 다양한 뇌 질환의 새로운 치료방법 개발에 단초를 제공할 것으로 기대된다”라며 “이번 연구에서 사용한 연구 기법은 단백질 간 상호 작용이 발생하는 세포 속 다양한 단백질의 연구에도 큰 영향을 줄 것으로 예상된다”고 말했다.

이번 연구에는 DGIST 서병창 교수와 미국 워싱턴주립대 버틸 힐 교수, 제1저자로 DGIST 연준희 씨가 참여했다. 연구성과는 세계적인 학술지 ‘미국국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)’ 최신호에 실렸다.

최진 기자 cj@dhnews.co.kr

<저작권자 © 대학저널 무단전재 및 재배포금지>
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