KOREAN FOUNDATION FIGHTING BLINDNESS

알피치료를 향한 희망찾기 -F ( 생명의 마법사 단백질 )
죠나단	2005/07/04	864
이제 세포가 만들어 내는 단백질이, 우리의 알피 질환에 중요한 역할을 하고 있음을 알게 되었읍니다. 망막 세포층에서 광수용체의 죽음을 추정하는 근거인 동시에, 또한 알피 질환 치료를 위한 단초를 제공하고 있는 것이기도 합니다. 물론 알피 질환의 근원적 원인이 세포 핵속에 존재하는 손상된 유전자 DNA ( 유전이든 당대 돌연변이로 발생되었든)에 있다는 것은 주지의 사실입니다. 그러나 이제 우리는, 실제적 발병의 후차적 원인은 그 유전자가 만들어 내는 단백질에 있음도 알게 된 것이지요. 21세로 접어들면서 인간 게놈의 분석이 끝나고 인체의 모든 설계도을 손에 쥔 과학자들은, DNA 교정을 통한<유전자 치료>로 불치의 모든 병이 치료 될 것 처럼 호들갑을 떨었읍니다. 망막색소변성증에도 관련된 유전자를 50% (158개)가까이 찾아내는 연구 성과가 있었읍니다. 그러나 창조주의 비밀은 쉽게 문을 열어 주지 않는 것처럼 장벽은 높기만 합니다. 마치 요리책을 손에 넣으면, 맛있는 된장찌개를 바로 만들 수 있는 것이 아닌 것처럼 유전자 치료가 그리 만만치가 않다는 것을 깨닫기 시작한 것이지요. 예를들면 된장도 업체용 슈퍼용, 막된장, 순창산, 풀무원 브랜드 제품등등 있을 것이며, 멸치로는 가는 멸치보단 통멸치가 주는 깊은 맛, 그리고 찬기름으로 먼저 볶아 놓느냐 하는 순서의 기법, 쌀 뜬물을 넣어 점도를 높이느냐 하는 액상 조절법(?) 등등 재료와 손맛 그리고 요리의 순서와 불의 온도등에 따라 수없는 결과가 나온다는 것을 요리를 해본 사람은 다 알고 있읍니다. ^^ 따라서 치료 대상이 되는 장기나 조직을 구성하는 세포를 만드는데 각양각색 수백개의 유전자가 관여하고 있으나, 그에 따라 필요한 단백질 역시 여러 형태로 존재한다는 사실은 유전자 자체의 치료 만큼이나 단백질 연구가 매우 중요한 것임을 알게 되었읍니다. 전편에서 지적하였듯이 세포 핵속에 존재해있는 수백개의 DNA 작업지시서가 RNA에 의하여 복사되고 전달되어 세포의 리보솜 (54가지 다른 단백질로 구성) 공장으로 보내집니다. 그 공장에서 단백질을 만드는 데는, 여러가지 화학작용을 위하여, 효소와 호르몬등 또다른 단백질 인자들이 개입하여야 합니다. 이름하여 단백질 생산을 위하여 동원되는 <도우미>들입니다. 어떤 단백질은 다른 세포에서 신호를 전달받아서 자기가 속한 세포가 무슨일을 먼저 해야 하는지 <심부름>꾼 역활도 한다고 합니다. 연구 조사에 의하면 우리 막대세포가 죽어 갈 때에 원추세포를 보호하는 현상도 아마 <내가 죽어가니 대비하라>라는 신호를 주고 받았을 지도 모릅니다. 이처럼 가까이서 뿐 만아니라 멀리있는 세포 끼리의 대화도 주고 받는다고 하니 놀랍지 않습니까? 그렇지 않는다면 눈썹이 혓바닥에서 자랄 날 수도 있으며 코에서 눈물이 흐를수도 있을 것이니 생각할 수록 세포들의 대화는 빈틈이 없어보입니다. 이렇듯 유전자 지시를 받아 일하는 것은 세포이지만, 단백질 공장을 비롯하여 모든 일군들은 역시 단백질인 것입니다. 즉 세포가 새로운 유전자나 단백질을 만들 것인지 부터 시작하여, 영양분을 신진대사 할 것인지, 지나가는 호르몬을 취할 것인지, 박테리아를 인식하고 혈액으로 부터 신호를 받을 것인지, 정상적으로 자랄 것인지 악성이 될 것인지 (이때 알피도 나타난다고 보아야 할 것임), 즐거움을 만들 것인지, 고통을 느껴야 하는 것인지, 심지어 사랑하는 사람에게 지금 키스를 해야 할 것인지 아니면 다음으로 미루는 <삼순이와 삼식이> 단백질 등등 우리 세포의 모든행위에는 단백질이 동원됩니다. 역할이 이러할 진대, 유전자 DNA보다 더 다양하고 복잡한 것이 단백질임은 당연합니다. 과학자들은 아미노산이 배열되면서 어떤 방식으로 3차원 구조의 단백질이 만들어질 지는 알 수 있지만 어떤 구조가 나올지는 모른다고 합니다. 영향을 미치는 인자들이 많기 때문이지요. 우선은 관련되는 <도우미>들이 새로운 아미노산 사슬들을 밀고 댕기고 비틀어서 형태를 갖춰 간다고 합니다. 헤모글로빈 분자들을 끌어 당기고 슬쩍 밀어내 고리를 이동시킴으로서, 산소를 취할 공간을 만들며 면역세포가 병균을 잡을 수 있도록 팔을 만드는 것도 이들 <도우미>들이 있기 때문이라고 합니다. 이처럼 우리 세포내 유전자 사무실에서는 DNA 생산사양에 따라 복사하고 전사하여 작업지시서를 만들고, 창고에서는 아미노산 원료가 분류되어 반출되며, 리보솜 공장에서는 기계 돌아가는 소리로 와글와글 매우 분주합니다. 또한 공장 복도에는 수십억개의 단백질 분자가 이동되며 한쪽에서는 초당 2000개의 새로운 단백질 부품이 만들어지고 완성 현장에서는 제품을 비틀고 두들겨서 모양을 다집니다. 이러한 섬세한 과정을 통해서만이 제대로 된 단백질이 비로서 기능하게 되는 것입니다. 따라서 만일 이 형태가 잘못 갖추어 지거나, 접히는 (이름하여 단백질 접힘) 경우에도, 쓸모없는 단백질이 되어 주변 세포에게 피해를 주게 됩니다. 이때 피부는 주름이 생기게 되고 혈관에는 동맥경화가 오며 치명적인 낭포성 섬유증과 헌팅턴 병이 생긴다고 합니다. 또한 알츠하이머 병을 앓는 사람들의 두뇌에서 발견되는 신경원섬유의 엉킴과 반점 (신경 프라그)의 원인도 이런 <단백질 겹침>에 따른 폐기물이라 추정합니다. 그렇다면 우리 망막 시세포층의 로돕신 단백질도 이러한 형태 변화의 구조 이상으로 질환을 발병시킬 가능성을 배제하지 못한다는 것이 저의 개인적 소견입니다. 그런데 최근에 과학적 희소식이 들려 왔읍니다. IBM 이 1초당 1,000조의 (1000 테라프롭스 급)연산 기능을 가진 슈퍼 컴퓨터 를 개발하여 수 많은 단백질의 3차원 구조와 그 기능을 밝힐 예정이라고 합니다. 원래 이러한 콤퓨터의 개발은 그동안 우주의 신비를 벗기는 천체학와 물리학 그리고 군사적 용도로 필요 했던 것입니다. 그러나 시대는 변하여 유전자 물질과 단백질 접힘과 같은 기능이상 단백질 구조를 밝힘으로 신약개발이 필요한 생명공학에 더욱 긴요하게 되었답니다. 이러한 Blue Gene사업의 미국 쪽 자료에 의하면, "앞으로 단백질의 구조 분석 뿐 만아니라, 단백질을 인공 합성하여 인체내에서 수많은 조건과 환경에 어떻게 작동하는 지 예측할 수 있는 시뮬레이션 기능도 개발된다." 하니, 이제 우리는 프로젝트의 이름인 <블루진>처럼 유전자와 단백질 치료에 청신호가 켜지길 소망합니다. 마지막으로 우리 자료실에 나와 있는 자료를 인용합니다. 지난 2003년도 10월 미국 다트머스 대학의 존 화 박사의 연구 자료에 의하면 "RP는 망막의 광 수용체 이상에 의한 퇴행성 질환이다. 로돕신 단백질 중 하나가 변이를 일으켜 도미노 현상(연쇄 현상)에 의해, 수년이 지난 후, 단백질 집합체에 영향을 준다. 그 결과 망막 세포가 하나씩 죽어가고, 망막이 손상되어서 실명에 이르게 된다. " "첫 번째 연쇄 반응이 일어난 후, 두 번째 연쇄 반응을 멈출 수 있다면, 전 세계에 있는 백만여 사람들을 치료할 수 있는 길이 열린다. 단백질 분석이 끝나면, 리간드(수용체에 결합하는 항체, 호르몬, 약제 등의 분자)나 약을 만들어서 돌연변이 단백질을 적절한 방법으로 파괴할 수 있다.” 화 박사와 동료들은 로돕신의 348개의 아미노산을 해독해서, 돌연변이를 정확하게 파악하기 위해, 두 가지 방법을 사용한다. "-이상- 이 자료를 통하여 우리는 새로운 사실을 얻게 됩니다. 돌연변이 유전자에 의한 로돕신 단백질의 변이가 생기는데 그것이 세포 하나에서 출발하여 연속적으로 주변세포로 번져간다는 사실입니다. 그리고 우리가 지금까지 살펴온 세포의 죽음이 단백질이므로 그 치료도 단백질에서 해답을 찾겠다는 연구 내용입니다. 특기할 만한 내용은, 그 치료방법이 로돕신의 아미노산을 해독해서 돌연변이 단백질을 파괴하는 약물의 개발입니다. 2003년도 내용이지만, 블루진과 같은 콤퓨터의 개발과 단백질의 파괴 기술등은 가까운 장래에 실현될 것으로 보여서, 이제는 우리가 구체적인 희망으로 지정해도 무리가 없을 듯합니다. 오늘 우리는 이 변이 단백질 파괴 기술및 약물 개발을 희망찾기 제 4호로 지정합니다.* 죠나단 배상