세포 죽음 조절 메커니즘이 알츠하이머와 암 치료의 새로운 길을 열다

세포의 죽음, 즉 프로그램된 세포 사멸은 우리의 건강에 필수적인 과정입니다.

이 과정이 제대로 이루어지지 않을 경우, 알츠하이머와 같은 신경 퇴행성 질환에서는 세포가 너무 빨리 죽고, 암에서는 위험한 세포가 지나치게 오래 살아남게 됩니다.

이와 관련하여, 세포가 생명을 다할 시기를 결정하는 방식이 질병에 따라 변화하는 것이 문제로 지적됩니다.

스튜어트 제임스 연구소의 란달 하프만 박사는 면역 세포가 신체에 위협이 되는 분자와 접촉했을 때 자살하는 과정을 연구하고 있습니다.

하프만 박사는 이러한 면역 세포가 위협을 인식하는 과정이 복잡한 분자 배열 속에서 이루어진다고 강조합니다.

이 과정은 마치 수류탄 위에 몸을 던지는 군인처럼, 세포가 위험을 감지하면 즉각적으로 스스로를 파괴하게 됩니다.

이러한 세포 자살 과정에서 세포 내부의 특수 단백질이 중요한 역할을 하고 있습니다.

이 단백질들이 바이러스나 다른 병원균과 관련된 분자를 인식하면 ‘죽음 접힘’이라는 구조를 형성하기 위해 망가집니다.

하프만 박사의 팀은 이 과정에서 에너지가 방출된다는 사실을 발견했습니다.

그들은 이를 재사용 손난로의 메커니즘을 통해 이해할 수 있었습니다.

손난로의 금속 디스크를 눌러 튕기면 발생하는 소량의 결정들이 빠르게 큰 결정으로 성장하면서 에너지를 방출하는 것과 유사합니다.

하프만 박사는 이러한 메커니즘이 단백질에서도 일어난다고 설명하며, 이를 뒷받침하는 증거를 연구 잡지 eLife에 발표했습니다.

그는 이러한 자살 버튼을 가진 세포들이 얼마나 많은지 아는 것이 다소 불안하다고 느낀다고 말했습니다.

하지만, 암세포나 바이러스에 감염된 세포의 경우 이러한 자살이 필요합니다.

하프만 박사는 알츠하이머와 같은 질병에서 뇌 세포가 필요 이상으로 죽는 것도 이러한 메커니즘과 관련이 있다고 지적합니다.

알츠하이머의 중요한 표지 중 하나인 아밀로이드 단백질은 잘못 접힌 형태로 나타나며, 이는 뉴런을 죽이는 원인인 것으로 보입니다.

하프만 박사는 이러한 아밀로이드 단백질이 ‘죽음 접힘’ 단백질처럼 결정체를 형성한다고 언급했습니다.

그는 뇌 세포의 생존을 돕기 위해 이러한 결정체가 형성되는 것을 방지하는 방법을 모색하고 있으며, 이를 물의 동결을 방지하기 위해 부동액을 추가하는 접근 방식에 비유합니다.

한편, 여러 생명공학 기업들은 세포 사멸과 관련된 다양한 통신 경로를 차단해 문제를 해결하려고 노력하고 있습니다.

그중 일부 기업은 하프만 박사가 연구한 ‘죽음 접힘’ 단백질과 관련된 특정 경로를 차단하기 위해 “열심히 작업하고 있다”고 그린 박사는 전했습니다.

이 경로는 알츠하이머 및 기타 신경퇴행성 질환에서 뉴런의 죽음과 염증을 유도합니다.

이들 기업은 세포가 특정 단백질, 특히 죽음 접힘 단백질을 만드는 것을 방지하는 ‘안티센스 약물’을 개발하고 있습니다.

그린 박사는 만약 이들이 성공한다면, 이는 노화와 염증과 관련된 많은 질병을 치료할 것으로 기대됩니다.

결국, 이러한 연구는 세포의 생명과 죽음 결정 방식에 변화를 가져올 것입니다.

이미지 출처：npr