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美 연구팀 “생쥐서 추위 단백질 확인…Gluk2 단백질 없으면 추위 못 느껴”
포유류의 온도 감지 메커니즘 연구에서 공백으로 남아 있던 15.5℃ 이하 추위를 감지하는 단백질이 발견됐다.
연구팀은 이 결과가 특정 질병에서 일부 환자가 추위를 다르게 느끼는 이유를 규명하고 추위에 과도한 통증을 느끼는 환자의 치료 등에 기여할 것으로 기대한다.
동물의 온도 감지 메커니즘 연구는 20여년 전 ‘TRPV1’이라는 열 감지 단백질이 발견되며 시작됐다.
쉬 교수는 그동안 뜨겁거나 따뜻하거나 시원한 온도를 느끼는 단백질은 발견됐지만 15.5℃ 이하 추위를 감지하는 단백질은 확인되지 않았다고 말했다.
포유류의 추위 단백질을 확인하는 이 연구는 쉬 교수팀이 2019년 예쁜꼬마선충에서 처음으로 발견한 추위 단백질 ‘글루타메이트 수용체 3′(GLR-3)에서 출발했다.
예쁜꼬마선충은 1~2㎜ 정도에 불과하지만, 단백질 정보가 담긴 유전자는 생쥐와 인간 등 많은 종에서 진화적으로 보존돼 있어 연구용 동물로 널리 사용된다.
연구팀은 예쁜꼬마선충의 추위 수용체 단백질 GLR-3을 단서로 포유류인 쥐에도 그와 같은 역할을 하는 단백질 GluK2가 있다는 사실을 밝혀내고, 유전자를 조작해 GluK2 단백질을 생산하지 못하는 쥐를 만들어 그 기능을 확인했다.
GluK2는 주로 뇌 신경세포(뉴런)에서 발견되고 뉴런 간 통신을 촉진하기 위해 화학 신호를 수신하는 역할을 하지만, 뇌와 척수 외 말초신경계의 감각 신경세포에서도 발현되는 것으로 나타났다.
또 유전자 조작 생쥐에게 온도 자극과 기계적 자극을 가한 결과 Gluk2를 만들지 못하는 생쥐는 뜨겁거나 따뜻하거나 시원한 온도에는 정상적으로 반응하지만, 15.5℃ 이하의 추위에는 반응하지 않는 것으로 밝혀졌다.
현재 GluK2는 뇌에서 뉴런 간 통신을 돕는 역할로 가장 잘 알려져 있지만 온도 감지가 이 단백질의 원래 기능 중 하나였을 것으로 연구팀은 추정했다.
쉬 교수는 “이 발견은 포유류의 온도 감지 퍼즐의 공백을 메우는 것 외에도 인간의 건강과 웰빙에 영향을 미칠 수 있다”며 “인간이 추위에 고통스러운 반응을 보이는 이유를 밝혀내는 데 기여하고 추위 감각이 지나치게 자극돼 통증을 느끼는 환자 치료를 위한 표적도 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.
◆ 출처 : Nature Neuroscience, Shawn Xu et al., ‘The kainite receptor GluK2 mediates cold sensing in mice’, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01585-8
/연합뉴스
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