국내 연구진이 개구리를 연구해 관절염을 치료할 방법을 발견해냈다.

울산과학기술원(UNIST)은 “생명과학부 박태주 교수팀이 ‘아프리카발톱개구리’ 발생(다세포 생물의 난자가 수정해 성체가 되기까지의 과정) 연구로 ‘인테그린 베타 라이크 원(ITGBL1)’ 유전자가 연골 형성에 관여한다는 사실을 최초로 규명했다”고 11일 밝혔다. 이 ITGBL1 유전자를 조절하면 뼈와 뼈 사이의 연골이 닳아서 발생하는 관절염을 막고 연골 재생을 도울 수 있는 것.


올챙이의 얼굴뼈가 자라는 모습. 울산과학기술원 제공​

박 교수팀은 이번 연구에서 연골세포가 세포외기질(세포와 조직 사이의 공간을 채워주고 세포를 보호하는 역할을 하는 물질)과 신호를 주고받는 데 이용하는 ‘인테그린’ 단백질에 주목했다. 세포 표면에 있는 인테그린 단백질은 연골세포에 신호를 보내 초기 연골조직이 만들어지도록 돕는다. 그러나 연골조직이 어느 정도 모습을 갖추면 오히려 인테그린 단백질이 연골 형성을 방해한다. 연구진은 어느 시점이 되면 인테그린 단백질이 만들어지지 않게끔 ITGBL1 유전자가 활동한다는 것을 발견한 것.

박 교수팀은 해당 유전자를 찾기 위해 실험동물로 아프리카발톱개구리를 활용했다. 이 개구리는 유전적으로 사람과 비슷하고 실험실에서 쉽게 다룰 수 있는 특징이 있다. 

아프리카발톱개구리의 얼굴뼈는 먼저 형성된 연골이 딱딱하게 굳는 방식으로 만들어지는데, 박 교수팀은 얼굴 연골로 분화하는 연골세포가 연골조직을 만드는 과정 중 인테그린 단백질이 줄어들어야 하는 시기에 맞춰 ITGBL1 유전자가 많이 발현되는 것을 발견했다. ITGBL1 유전자가 발현돼 만들어진 ITGBL 단백질이 인테그린 단백질이 만들어지는 것을 억제해 연골조직 생성을 도운 것. 인테그린 단백질이 줄어들어야 할 시점에 계속 나오면 연골이 닳고 염증반응을 일으키는 관절염이 발생한다.

개구리 얼굴 연골 형성 과정은 관절 사이에 있는 연골과 똑같기 때문에 이 유전자의 작동 원리를 알게 되면 사람의 관절염을 치료하는 데에도 적용할 수 있는 것. ITGBL1 유전자를 활용해 신약이나 치료제를 만들어 관절염을 치료할 수 있을 가능성이 높은 것으로 보인다.  

▶어린이동아 이지현 기자 easy27@donga.com

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