환경 변화 때 변형 단백질 생성

얼마 전 울산에서 ‘인간 광우병’이라 불리는 변종 크로이츠펠트 야코프병(CJD) 의심환자가 발생했다. 다행히 보건당국의 역학조사 결과 관련이 없는 것으로 판명났지만 광우병이 다시 주목을 끄는 계기가 됐다. 크로이츠펠트 야코프병의 원인은 프라이온이라는 단백질의 변형 때문이다.

●박테리아서 프라이온 발견… 전염 주목

최근 미국 하버드대 의대 연구진이 프라이온 단백질을 박테리아(세균)에서 처음 발견해 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 13일자에 발표했다. 지금까지 포유류나 곤충, 식물, 곰팡이 같은 진핵생물에만 있던 프라이온을 박테리아에서도 찾아내면서 이 단백질에 대한 연구가 가속화하고 어떻게 전염성을 갖는지도 파악할 수 있을 것이라는 기대를 낳는다.

프라이온은 양이나 염소의 스크래피병, 광우병, 크로이츠펠트 야코프병 같은 다양한 뇌질환을 유발한다. 일단 감염되면 뇌가 스펀지처럼 변하면서 죽는다. DNA나 RNA의 도움 없이 병을 일으키고 전염되는 것이 특징으로 그 과정이 정확히 알려져 있지 않았다.

연구진은 신경마비를 유발시키는 보톨리눔독소증의 원인 세균인 클로스트리듐 보톨리눔에서 유전자 활성단백질 ‘로’(Rho)를 추출해 효모와 대장균에 삽입하는 실험을 했다. 그 결과 세균 내에서 프라이온 단백질과 똑같은 형태의 변형 단백질 덩어리가 생기고 프라이온처럼 작용하는 것을 확인했다.

●알츠하이머·파킨슨병 등 연구 확대

연구진에 따르면 세균은 특정 형질을 유전받거나 환경 변화에 신속하게 반응하기 위해 프라이온을 자체적으로 만들어 낸다고 분석했다. 즉 세균이 새로운 항생제에 노출됐을 때 살아남기 위해 프라이온을 만들어 낸다는 것이다. 연구진은 프라이온을 만들어 낸 세균이 동물에게 전염되면서 치명적인 뇌질환을 유발시키는 것으로 보고 추가 연구를 진행 중이다.

앤 호크실트 미생물학 교수는 “이번 연구를 통해 진핵생물과 세균이 분리되기 전부터 프라이온이 존재했으며 세균에서 또 다른 형태의 프라이온을 찾아낼 것으로 예상한다”며 “세균의 프라이온을 이용하면 사람에게서 나타나는 프라이온이 어떻게 행동하는지, 알츠하이머와 파킨슨병과 같은 질병에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr