단백질 덩어리가 뇌질환을 일으킬 수 있다

[이매진]

단백질 덩어리가 뇌질환을 일으킬 수 있다

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Protein clumps can cause brain diseases

프리온 단백질 교차 시딩은 TDP-43을 비활성화합니다.

에 의해프라작타 바닉 박사

2023년 12월 5일 오후 4:12 IST

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신경퇴행성 질환은 뇌에 단백질이 응집되어 세포 사멸을 초래합니다. 단백질 덩어리와 세포 사멸 사이의 연관성은 명백하지만, 잘못 접힌 단백질이 어떻게 이를 유발하는지는 알려져 있지 않습니다. Ruhr University Bochum 의 Jörg Tatzelt 교수 팀은 잘못 접힌 프리온 단백질이 특히 신경 세포에서 균형을 유지하는 데 중요한 단백질인 TDP-43을 비활성화할 수 있음을 발견했습니다. 

TDP-43 기능 장애는 ALS 및 치매와 같은 질병과 관련이 있습니다. 2023년 9월 5일 Brain에 발표된 이러한 발견은 신경퇴행성 질환 메커니즘을 이해하는 데 매우 중요합니다.

알츠하이머병 , 파킨슨치매, 프리온병 등 퇴행성 신경질환은 원인이 다양하다. 그러나 그들은 잘못 접힌 단백질이 뇌에 침전물을 형성한다는 공통 요소를 공유합니다. Jörg Tatzelt가 주도한 연구는 이러한 질병에서 잘못 접힌 단백질의 중요한 역할을 강조합니다. 

유해한 단백질 유형과 이것이 특정 뉴런을 손상시키는 방법 에 대한 지속적인 논쟁이 있습니다 . 질병 관련 유전자에 대한 연구는 잘못 접힌 단백질이 신경변성에 기여하는 두 가지 방법을 제시합니다. 즉, 독성을 띠거나 정상적인 기능을 상실하여 필수 세포 과정을 방해할 수 있습니다.

Jörg Tatzelt는 다음과 같이 설명합니다 . “특정 단백질의 잘못된 접힘이 모든 신경퇴행성 질환의 특징이라고 가정하곤 했습니다. 그러나 한 질병에서 더 자주 생성되는 잘못 접힌 단백질은 교차 시딩(cross-seed)이라고 불리는 메커니즘인 다른 단백질의 응집을 유도할 수도 있다는 것이 밝혀졌습니다."

TDP-43은 ALS나 치매 등의 질병을 앓는 환자의 신경세포에서 단백질을 만들고 균형을 유지하는 데 도움을 주는 단백질로, TDP-43은 뇌에 덩어리진다. 프리온 단백질의 잘못된 접힘은 크로이츠펠트-야콥(Creutzfeldt-Jakob)과 같은 질병을 유발합니다. 현재 연구에서는 잘못 접힌 프리온 단백질이 독성을 띠는 것으로 나타났습니다. 그러나 우리는 이것이 어떻게 신경 세포 사멸을 일으키는지 부분적으로만 이해하고 있습니다.

프리온 단백질이 잘못 접히면 TDP-43이 정상적인 기능을 잃게 될 수 있습니다. 연구자들은 잘못 접힌 프리온 단백질이 TDP-43을 응집시켜 비활성화시킨다는 것을 보여주기 위해  세포 배양과 크로이츠펠트-야콥 환자의 뇌 샘플을 포함한 다양한 방법을 사용했습니다.

이러한 상호작용은 세포 형성 응집체로 이어져 TDP-43의 규칙적인 활동을 감소시키고 단백질 발현을 변화시킵니다. 이 연구는 프리온 단백질과 TDP-43이 신경퇴행성 질환 에서 함께 작용한다는 것을 시사합니다 . 일부 크로이츠펠트-야콥(Creutzfeldt-Jakob) 환자의 뇌 샘플에서는 TDP-43 응집체와 프리온 단백질 침전물이 나타났으며, 이는 프리온 단백질이 교차 파종을 통해 정상적인 신호 전달 경로에 영향을 미칠 수 있는 새로운 방식을 보여줍니다.

결론적으로, 잘못 접힌 프리온 단백질은 TDP-43의 응집 및 비활성화를 유발하여 신경퇴행성 질환을 유발할 수 있습니다. 이러한 상호 작용은 생리학적 신호 전달 경로를 변경하여 TDP-43의 정상적인 기능을 감소시키고 그러한 질병의 발병에 기여합니다.