DGIST(대구경북과학기술·총장 신성철)는 서병창 뇌·인지과학전공 교수 연구팀이 생물체 내의 통증을 인식하는 'pH-감지 이온채널'의 새로운 작동 메커니즘을 발견하고 그 원리를 규명하는데 성공했다고 18일 발표했다.
이번 연구는 미래창조과학부 중견연구자와 DGIST 신경노화재생연구단 및 한국뇌연구원 대뇌피질연구단의 지원으로 수행됐다.
통증은 생물체 내에 분포한 통점이 자극을 받아서 통각 신경을 통해 뇌로 전달된다.
통점을 구성하는 세포의 세포막에 통각 유발 물질이 결합하면서 통증 신호를 인식한다.
염증, 국소 빈혈, 암 등 통증을 수반하는 병리생리학적 상황에서 생물체 내부에서는 pH 변화가 일어난다.
pH-감지 이온채널(ASIC)은 생체 내의 pH 변화를 감지해 통증 신호를 뇌에 전달하는 역할을 하고 있다.
생물학적으로 pH-감지 이온채널에 대한 많은 연구가 진행됐지만 작동 메커니즘 및 세포막 결합 기작에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않은 부분이 많다.
서병창 교수 연구팀은 pH-감지 이온채널의 활성을 조절하는 세포막 결합 기작을 분자적 수준에서 밝혔으며 이는 지금까지 알려져 있지 않던 pH-감지 이온채널의 새로운 세포막 결합 기작을 발견 및 규명한 것이다.
연구팀은 동물실험을 통해 pH-감지 이온채널의 소단위체들 간에 서로 다른 세포막 결합 기작이 있다는 사실을 규명했다.
세포막에 결합하는 ASIC2a는 세포막에 결합하지 못하는 ASIC2b와 달리 단백질 내에 세포막 결합 신호를 가지고 있다는 사실을 알아냈다. 또 세포막 결합 신호를 가지고 있지 않은 ASIC2b는 ASIC2a와 이형복합체를 형성함으로써 세포막으로 결합됨을 밝혔다.
서병창 교수는 "pH-감지 이온채널의 세포막 결합 및 활성 조절 기전의 이해는 통증 신호 전달체계를 파악하는데 중요한 역할을 한다"며 "지속적인 연구를 통해 신경계에 작용하는 추가적인 작용을 규명하고 통증을 치료할 수 있는 새로운 방법을 개발하는데 노력할 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구 성과는 국제학술지 네이처의 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 8월 1일자 온라인판에 게재됐다.
