2000년대 초 영국에서 `광우병(Mad Cow disease)’이 처음 발견된 후, 포스텍 황대희(37·사진)교수, 조지훈 박사(32)팀은 미국 시스템생명과학연구소(Institute for Systems Biology 이하 ISB), 맥로린 연구소, 샌프란시스코 캘리포니아대와 공동연구를 통해 광우병 주요 역할을 하는 핵심 유전자 군을 선별해냈다.
2002년부터 진행된 이 연구의 결과가 세계적인 과학전문 저널 `네이처’의 자매지인 `몰레큘러 시스템즈 바이올로지(Molecular Systems Biology)’ 온라인 판 최신호에 게재됐다.
연구팀은 유전적으로 다른 다섯 종류의 쥐에, 양과 소에서 추출한 두 종류의 프리온(prion)을 감염시킨 뒤 주기적으로 생겨난 약 3,000만 데이터 값을 분석하고, 마지막 단계인 신경퇴행에까지 주요한 역할을 하는 333개의 핵심 유전자를 선별했다.
그리고 이들 유전자들의 유기적인 상호작용에 의해 일어나는 광우병의 발병과 신경의 퇴행, 사멸의 분자유전학적 메커니즘을 밝혀냈다.
특히 연구팀은 광우병에 감염된 쥐가 증상을 보이지 않는 감염 초기(8~12주)에 발현이 늘어나는 면역·콜레스테롤·글리코스아미노글리칸스(GAGs)·스핑고지질 같은 대사관련 핵심 유전자들을 선별해 냈다.
이번 연구는 광우병의 직접적 원인인 프리온 유전자(Prnp)와 단백질(PrPSc)연구에 집중되어 온 기존의 연구 패턴에서, 그 대상을 확대하여 프리온 단백질 축적에 용이한 환경을 만들기 위해 감염 초기에 활성화되는 다른 유전자들과 그 상호작용의 연구에 대한 필요성을 제기했다는 점에서 큰 의미가 있다.
특히 광우병 진단에 이들 유전자 연구를 도입하면, 프리온 단백질을 측정하는 데 그치는 현재의 광우병 진단법과는 달리 조기에 병을 진단해낼 수 있게 된다.
황 교수팀은 이 연구성과를 기반으로, ISB등 공동연구팀과 함께 프리온에 감염될 수 있는 뇌의 중추신경계 줄기세포인 뉴로스피어(neurosphere)세포모델을 이용, 쥐의 체내 333 핵심 유전자들에 의해 일어나는 광우병 발병 과정에서의 뉴로스피어 세포가 하는 역할을 검증하는 연구를 진행할 계획이다.
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