[메디먼트뉴스 이광익 기자] 미국 솔크 연구소 연구팀이 알츠하이머병 연구의 새로운 지평을 열 1000개 이상의 미세단백질(microprotein)을 새로 발견했다.
솔크 연구소 연구팀은 알츠하이머병 환자와 건강한 사람의 뇌 샘플을 분석해 1000개가 넘는 새로운 미세단백질을 확인하고, 이 중 하나가 뇌 면역세포 기능 장애와 연관될 수 있다는 가능성을 제시했다고 14일(현지시간) 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 에이징'에 게재됐다.
미세단백질은 기존 단백질보다 크기가 작아 발견과 연구가 어려웠지만, 건강과 질병에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 연구팀은 이번 발견이 알츠하이머나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환을 이해하고 치료법을 개발하는 데 기여할 것으로 기대했다.
연구팀은 알츠하이머병 환자와 비환자에게서 얻은 480개의 인간 전두엽 피질 샘플 데이터를 활용했다. 2025년 자체 개발한 인공지능(AI) 기반 도구 '쇼트스톱'(ShortStop)을 이용해 데이터를 분석하고, 질량분석기를 통해 물리적으로 단백질 구성 요소를 검출해 존재를 확인했다.
그 결과, 이전에 알려지지 않았던 1067개의 미세단백질을 찾아내는 데 성공했다. 연구팀은 이를 바탕으로 인간 전두엽 피질의 '미세단백질 지도'를 구축했다.
분석 결과, 알츠하이머병 환자의 뇌세포에서는 건강한 뇌세포와 비교해 수백 개의 미세단백질 발현 수준이 달랐다. 일부는 더 많이, 일부는 더 적게 발현됐지만 전반적으로는 알츠하이머병 세포에서 더 많은 미세단백질이 발현되는 경향을 보였다.
특히 연구팀은 뇌의 면역세포인 미세아교세포에 주목했다. 특정 미세단백질을 만드는 유전자를 제거하자 세포의 에너지 생성 기관인 미토콘드리아가 손상되는 것을 확인했다. 이는 해당 미세단백질과 알츠하이머병에서 나타나는 미세아교세포 기능 장애 사이의 연관성을 시사한다.
논문의 제1 저자인 브렌던 밀러 박사는 "과학자들에게 질병을 이해하는 것은 게임과 같고, 단백질과 미세단백질은 그 게임에서 이기기 위한 플레이와 같다"며 "더 많은 플레이를 확보한 셈"이라고 설명했다.
교신 저자인 앨런 사가텔리안 교수는 "우리가 유전체에 대해 모든 것을 안다는 가정이 있지만 이는 사실이 아니다"라며 "이번 지도는 생명 과학 연구에서 미세단백질 연구를 훨씬 쉽게 만들어 줄 것"이라고 말했다.
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