★ 8월 6일(월) 조간부터 보도하여 주시기 바랍니다.

보도자료 2012.8.5(일)	UNIST(울산과기대) Ulsan National Institute of Science and Technology
<자료문의> ☎ 052)217-2545 나노생명화학공학부 민경태 교수 ☎ 052)217-1221/1223 홍보대외협력팀 이재천 팀장/신동욱 팀원
다운 증후군과 취약 X 염색체 증후군의 지적장애 초래하는 핵심 유전자 기능 밝혀 - 유럽 분자생물학회지 발표, “지적장애 치료 및 치료제 개발 활용 가능성 열어”-

□ 지적장애를 일으키는 가장 흔한 유전적 질병인 다운 증후군과 취약 X 염색체 증후군이 서로 같은 분자적 기작에 의해 지적장애를 일으킨다는 것이 국내 연구진에 의해 규명되어 지적장애 치료 및 치료제 개발 활용 가능성을 열었다.

○ UNIST(울산과기대 총장 조무제) 나노생명화학공학부 민경태 교수 연구팀의 이번 연구는 세계적 권위의 분자생물학 분야 학술지인 ‘엠보 저널(The EMBO Journal)에 8월 3일자 로 온라인 판에 게재되었다.

○ 특히 이번 연구결과는 연구의 중요성을 인정받아 The EMBO journal에서 이달의 가장 주목 받는 논문으로 선택되어, 논평과 함께 전 세계 미디어에 발표하게 되는 영예도 함께 안았다.

○ 논문명: DSCR1 interacts with FMRP and is required for spine morphogenesis and local protein(다운 증후군과 취약 X 염색체 증후군의 지적 장애 분자 기작 규명)

○ 두뇌의 정상적인 발달 저해는 지능과 인식 능력 장애를 동반하는 정신지체를 초래하게 한다. 정신지체를 일으키는 가장 흔한 유전적 요인에는 두 가지 종류가 있는데, 하나는 염색체 21번이 정상인 보다 하나 더 많은 다운 증후군(Down syndrome) 이고, 다른 하나는 취약 X-염색체 증후군(Fragile X syndrome) 이다.

○ 다운 증후군은 인족에 관계없이 발생되는 유전적 질환으로 그 빈도는 신생아 700명중에 1명이며, 산모의 나이가 35세가 지나면, 그 빈도가 기하급수적으로 증가 하게 된다.

○ 취약 X-염색체 증후군은 하나의 유전자 기능 손실에 의해 발생하는 유전적 정신 지체 중 가장 흔하게 나타나며, 신생아 2000명당 1명의 환자가 발생 한다.

○ 연구팀은 여러 모델 시스템을 통해 다운 증후군과 취약 X 염색체 증후군이 두뇌에서 서로 공동의 분자적, 생화학적 경로를 공유하는 것을 밝혔다.

□ 민경태 교수는 “비록 지적 장애가 완전히 회복 될 수 없는 정신 질환이라고 현재까지 여겨지고 있지만, 지적 장애에 대한 분자, 세포학적 기작에 대한 이해는 이들 장애를 치료 할 수 있는 방법을 개발하는 단초를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.” 라고 설명했다.

○ 정신지체는 여러 가지 환경적 또는 유전적 요인들에 의해서 나타나게 되며, 이러한 요인들이 두뇌의 정상적인 신경 회로 작동을 저해한다고 여겨지고 있다. 하지만, 이러한 정신지체 요인들이 어떻게 신경 회로의 작동, 나아가 지능과 인식의 장애를 초래하는지에 대한 분자 세포학적 이해는 미미 했다.

이 자료와 관련하여 보다 자세한 내용이나 취재를 원하시면

나노생명화학공학부 민경태 교수(☎ 052-217-2545)에게 연락주시기 바랍니다.

붙    임: 1. 연구결과개요

2. 용어설명

3. 사진설명

【 끝 】

연 구 결 과 개 요

1. 연구배경

정신 지체를 갖고 있는 환자들을 돌보고, 또 이들 환자들의 능력과 수준에 맞추어 정상적인 생활에 적응하도록 하는 것은 환자 가족들의 심리적, 경제적 희생을 요구 할 뿐만 아니라, 또한 전반적인 사회 경제적으로도 중요한 이슈로 떠오르고 있음이 틀림없다.

40세 이상의 다운 증후군 환자에서는 예외 없이 알츠하이머 질환에서 보이는 신경 병리학적 특징들이 보이지만, 이들에 대한 원인은 알려진 바 없다. 다운 증후군에 대한 연구는 알츠하이머 질환을 연구할 수 있는 또 하나의 단초를 제공해 줄 수 있다.

취약 X-염색체 증후군 의 또 하나 큰 임상적 특징은 자폐증상이다, 하지만 취약 X-염색체 증후군을 초래하는 유전자와 자폐 증상 또 정신지체와의 상관관계에 대한 이해는 전무 하다. 따라서 취약 X-염색체 증후군에 대한 연구는 정신지체 뿐 만아니라 자폐에 대한 분자 세포학적 이해를 도모 할 수 있는 기회이다.

본 연구를 통한 정신지체에 대한 연구는 또한 지능과 인식에 대한 기초적 분자 세포학적 기작을 이해하는 바탕을 제공할 뿐만 아니라, 기억과 인식 상실 등을 초래하는 여러 가지 퇴행성 뇌 질환을 이해하는 발판을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.

2. 연구결과

본 연구에서는 다운 증후군의 지적장애를 초래하는 여러 유전자들 중 대표적인 DSCR1(Down syndrome critical region 1)이 마우스 두뇌의 hippocampus pyramidal 신경세포의 dendritic spine에 존재하며, 또 dendritic spine 모양과 숫자를 조절하는 것을 처음으로 밝혔다. 이들 결과는 fmr1 유전자와 DSCR1 유전자가 서로 같은 생물학적 경로를 사용하여 dendritic spine 모양과 숫자를 조절한다는 것을 증명했으며, 따라서 취약 X-염색체 증후군에서 DSCR1의 발현 정도를 증가시키면 취약 X-염색체 증후군 환자의 두뇌에서 나타나는 비정상 dendritic spine 구조를 정상으로 되돌릴 수 있다는 가능성을 열어주었다고 판단된다. 본 연구에서 밝혀진 또 하나의 중요한 연구결과는 DSCR1 단백질이 dendritic spine 에서 발생하는 지역적 단백질 합성을 조절한다는 것이며, 이를 위한 본 연구팀은 새로운 유전적 방법과 이미징 방법을 개발하여 마우스 두뇌의 hippocampus pyramidal 신경세포의 dendritic spine 에서 단백질 합성을 실시간 관찰할 수 있도록 하였다.

3. 연구의의

본 연구결과는 dendritic spine 구조와 지역적 단백질 합성을 조절하는 인자를 발굴하고 그 기능을 연구하며, 지역적 단백질 합성 저해가 다운 증후군과 취약 X-염색체 증후군에서 나타나는 지적장애에 미치는 영향을 규명 하고자 했다. 이 결과들은 dendritic spine 내 지역적 단백질 합성 조절하는 방법을 규명하고, 나아가 이들 방법을 이용해 다운 증후군 과 취약 X-염색체 증후군 에서 지역적 단백질 합성 조절하며, 정신지체를 치료 할 수 있는 다양한 신약을 개발하고, 테스트하는 방법을 도출하는 첫 번째 단계로 여겨진다.

용   어   설   명

1. DSCR1

○ 염색체 21 번에 존재 하는 유전자. 이 유전자의 발현 정도에 따라 동물 모델에서 지적 장애의 정도가 결정된다고 보고 되었다. 또한 이 유전자는 다운 증후군에서 발생 하는 지적장애에 중심적인 역할을 할 것으로 추정되고 있다.

2. fmr1

○ fmr1 유전자는 취약 X-염색체 증후군의 요인으로 이 유전자로부터 생산되는 FMRP 단백질이 결핍될 경우 취약 X-염색체 증후군 환자가 발생하게 된다.

사   진   설   명

1) DSCR1 단백질의 발현 정도에 따라 hippocampal primary 신경세포에서 dendrite의 모양과 숫자가 변화되는 것을 보여줌.