바카라 전부 히트뉴스

사람의 뇌는 1000억 개의 바카라 전부세포(뉴런, neuron), 100조개의 시냅스(synapse)가 존재한다. 바카라 전부전달물질이 뉴런과 뉴런 사이를 전달한다. 다른 체세포와 달리 바카라 전부세포엔 많은 가지(축삭과 가지돌기)들이 뻗어나와 서로 연결되는데, 바카라 전부세포 하나에 무려 수천, 수만 가지가 나 있다. 바카라 전부세포들의 가지와 가지를 이어주어 신호를 주고받는 부위가 바로 시냅스이다[그림1].

시냅스는 뉴런이나 세포들과 접촉하여 정보가 가는 부분으로 신호를 주는 뉴런을 시냅스전(前) 뉴런이라 부르고 신호를 받는 부분을 시냅스후(後) 뉴런이라 부른다. 뉴런과 시냅스를 이용하는 바카라 전부전달물질로는 아세틸콜린, 노르에피네프린, 에피네프린, 가바, 글루탐산염, 세로토닌, 도파민, 글라이신 등이 존재한다.

시각, 청각, 후각, 미각, 촉각을 오감(五感)이라고 한다. 미각·후각 상실은 코로나바이러스 감염증 검사가 권고되는 증상 중 하나이다. 왜냐하면 코로나19 감염 후 성인의 약 5%가 후각과 미각 변화가 오래 지속될 수 있다는 연구결과가 나왔고 아직 밥맛이 돌아오지 않았다고 곤란을 호소하는 사람이 간혹 있기 때문이다. 코로나19는 미각, 후각 외에도 시각, 청각 심지어 촉각까지도 손상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

시냅스에서 신호전달은 뉴런에서 표적세포의 방향, 즉 단일 방향으로만 흐른다[그림 1]. 이런 신호전달을 이용하여 우리 몸이 정보를 처리하고 통합하는 기능을 한다. 또한 감각기관이 자극되고 반응하고 기억하는 일련의 과정들을 기능적으로 연결시켜 주는 역할을 한다. "혼자 싸우면 지지만, 둘이 힘을 합하면 적에게 맞설 수 있다. 세 겹 줄은 쉽게 끊어지지 않는다."고 전도서 4장12절은 표현한다. 필자는 이런 5개의 감각기관이 뉴런과 뉴런을 연결시키는 3겹보다 더 단단한 5개의 전선줄이 잘 연결되어 있는 도면을 상상적으로 그려본다.

전선이 오래되면 어떻게 되나? 오래된 전선일수록 절연이 불완전하여 전기의 일부가 전선에서 새어 나온다. 전선이 낡아서 절연 피복이 벗겨지면 절연 불량이 일어난다. 문제는 이렇게 한번 누전 현상이 일어나면 그 부분에 계속 누설 전류가 흘러 절연 상태가 더욱 악화될 수가 있다.

'Notch 신호전달체계'는 이차 전달자나 다른 단백질을 통해 신호를 전달하지 않고, 단백질 가수분해(proteolytic cleavage)를 통한 수용체의 분해, 그리고 분해된 수용체의 이동을 통해 신호를 전달한다. Notch (intracellular domain) ICD가 핵 안으로 들어가면 전사조절인자로서 작용하여 Notch의 작용 하에 존재하는 여러 목표 유전자의 발현에 영향을 주게 된다.

'바카라 전부' 단백질은 Notch 수용체와 상호작용을 통해서 세포 운명을 결정하는데 관여한다고 이전 연구에서 보고되었다. 특히 유방암에서 낮은 '바카라 전부' 발현 레벨이 유방암의 나쁜 예후와 관련되어 있다는 것이 밝혀졌다. 최근 '바카라 전부'가 유퀴틴 리가아제(ubiquitin ligase) Hdm2를 억제하고 이를 통해 주요한 종양 억제 단백질인 p53의 분해를 억제함으로써 종양을 억제하는 단백질로 작용한다고 확인되었다.

오래된 전선과 마찬가지로 우리 뇌가 나이가 들면 정보전달에 누수가 생겨서 젊었을 때와는 달리 기억이 잘 안나는 등 정보처리에 문제가 생기는 것을 알 수가 있다. 어떻게 누수를 줄일 수 있는가?

이 질문에 대한 해답의 실마리가 보고되었다. 2022년 10월 19일 자 'Science Advances'에 캐나다 몬트리올(Montreal)의 맥길 대학교(McGill University)의 Michel Cayouette 교수 연구팀이 '바카라 전부 regulates Tau levels and prevents neurodegeneration in tauopathy mouse models'라는 제목의 논문이다[Sci Adv. 2022 Oct 21;8(42)].

수송 단백질(transport protein)은 신경전달물질 재흡수에 관여하는 요소이고, 이동 단백질(trafficking protein)은 시냅스 소포의 세포외유출, 세포내이입, 재활용에 관여하는 요소이다. Notch 신호전달계는 세포 분열과 세포내의 이동 단백질을 조정하는 역할을 한다. Notch 수용체 신호전달의 중요한 요소인 ‘바카라 전부’은 뉴런의 이동과 CNS시스템의 성장을 조절하는 역할을 담당한다고 알려졌지만 구체적인 신경계의 역할에 대한 연구가 존재하지 않는다.

'바카라 전부'은 'alternative splicing' 덕분에 65, 66, 71, 혹은 72 kDa 크기의 4개의 다른 크기의 단백질로 존재한다. 65, 71의 2개는 짧은 'phosphotyrosine-binding domain, PBD'을 가지고 있고 66, 72 사이즈의 두 단백질은 긴 PBD를 가지고 있다. 'proline-rich region'이 없어진 단백질은 크기가 6 kDa 짧아진다(그림2 참조).

이전 연구에서 과학자들은 '바카라 전부'와 'amyloid precursor protein (APP)'의 연관성을 보고하였다. 짧은 'PBD'을 가지고 있고 66, 72의 둘은 초기 단계의 엔도좀(endosomes)에서 APP가 더 축적되었다. 이런 결과를 바탕으로 첫번째 저자 Marine Lacomme과 동료들은 '바카라 전부'이 'tau'를 조절하는 역할을 가진 것으로 추측하였다.

이런 가설을 기반으로 맥길대학교 연구팀은 타우병증 마우스 모델, 'tauopathy mice'에서 가장 큰 모양의 '바카라 전부'을 과발현(overexpression)시키면 'Tau'의 양을 조절하여 신경퇴행(neurodegeneration)을 억제하는 놀라운 결과를 얻었다. 한편 '바카라 전부' 단백질 자체를 제거해버리면(knocking out) 단독으로 존재하는 'soluble tau'가 증가한다. 이렇게 세포밖으로 방출된 'soluble tau'가 증가하는 것뿐만 아니라 축삭돌기(axon)의 수포성 구조형성 (blebbing)을 적게 하여 뉴런을 사멸시키고 limb의 마비를 빠르게 진행시킨다.

그러기에 이번 연구의 중요성은 Notch 신호전달계의 중간 물질인 '바카라 전부' 단백질이 신경독성이 높은 타우 (pathological tau)를 조절하는 중요한 물질임을 처음으로 밝힌 것에 있다. 또한 세포밖으로 방출된 'soluble tau'가 악성 타우로 변하는 씨앗 노릇을 하지 않는가 추측할 수 있다.

우리 뇌가 나이가 들어 전선을 감싸는 테이프를 뚫고 나온 오래된 전선과 마찬가지로 정보전달에 누수가 생겨 기억이 잘 안나는 등 정보처리에 문제가 생긴다. 이럴 때 전선을 감싸는 피복 테이프처럼 '바카라 전부'으로 축삭을 감싸면 기억력 회복 등 정상처럼 만들 수 있을 것이다[그림3].

그러기에 '바카라 전부'의 발현을 증가시켜서 축삭을 새로운 테이프로 감싸는 물질은 알츠하이머 치매를 늦추거나 기억력 회복까지 가능하게 만드는 물질이 될 수 있다. 진시황은 이런 불로초를 찾아 아직도 공간을 헤매고 있지 않을까?