대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 서병창 교수팀은 칼륨이온 채널의 일종인 KCNQ2의 발현이 마이크로RNA의 한 종류인 miR106b에 의해 조절된다는 것을 발견했다고 밝혔다.
비정상적으로 miR106b가 과다 생성되면 KCNQ2 내 단백질 발현을 억제하고 이는 결국 뇌신경세포의 활성전위 생성 촉진과 간질(뇌전증)로 이어지는 원리도 함께 발견했다.
KCNQ2와 KCNQ3는 채널 내 생성되는 단백질을 이용해 칼륨이온만 통과하도록 하는 칼륨이온 채널로, 뇌의 대뇌피질과 해마 등에서 발현돼 뇌신경세포의 활성전위 생성과 조절에 중요한 역할을 담당한다.
채널의 발현이 억제되거나 돌연변이가 되면 칼륨이온이 정상적으로 배출되지 못하며 활성전위의 발생 빈도가 증가해 간질이나 발작으로 이어진다.
이와 관련된 여러 연구들이 있지만 뇌신경세포에 있는 KCNQ2와 KCNQ3 내에서 단백질이 생성되고 이 단백질이 어떠한 원리에 따라 간질 발생에 관여하는지는 자세히 규명되지 못했다.
서 교수팀은 이번 연구를 통해 정상적인 뇌신경세포의 KCNQ2와 KCNQ3 채널 내 단백질 합성 조절 원인과 작용방식을 연구했다.
연구팀은 KCNQ2와 KCNQ3 중에서도 KCNQ2 채널 내 단백질이 생성되는데 있어 마이크로RNA의 한 종류인 miR-106b가 중요한 조절자로 작용하고 있다는 사실을 규명했다.
서 교수팀은 이 연구결과를 토대로 뇌신경세포의 활성전위의 빈도를 낮추는 저해제를 성공적으로 개발해 향후 간질 발생을 조절할 수 있는 가능성도 제시했다.
연구팀은 생물정보학 기술을 이용, KCNQ2 채널에 결합하는 마이크로RNA 탐색을 위한 연구를 했다. 그 결과 마이크로RNA 중 miR-106b가 강하게 결합한다는 사실을 발견했다.
연구팀은 아이가 태어나면서부터 miR-106b의 생성량이 점차적으로 줄어들면서 KCNQ2는 생성이 도리어 증가하는 것을 관찰하는 데에도 성공해 인간의 전반적인 신경의 활성이 향상되는 원리 파악에도 큰 성과를 거뒀다고 평가받고 있다.
서 교수는 "유아기 뇌전증 발생의 원인인 KCNQ2와 KCNQ3 칼륨 채널의 발현 및 작용 기전을 이해하는데 중요한 기틀을 제시하는 연구"라며 "향후 뇌전증의 치료기전을 연구와 KCNQ2와 관련된 신경병증성 통증의 치료 물질 개발에 단초를 제공할 것으로 기대된다"고 말했다.
