보톡스 대체 물질 개발 앞당긴다(06.02)

국내 연구진, 신경전달물질 새로운 분석시스템 개발

효모 활용, 고비용·재현성 한계 극복

보톡스는 보톨리늄 세균이 분비하는 신경독소로 신경신호 전달을 억제해 통증치료와 미용치료에 사용된다. 하지만 근육마비나 사망의 위험이 있어 그 사용이 매우 조심스럽다. 

이런 보톡스 단점을 해결하고 새로운 신경전달물질을 개발하기 위한 분석시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

GIST(광주과학기술원·원장 김영준)는 생명과학부의 전영수 교수와 고영준, 이미리암 연구원(공동 제1저자)이 인간 신경세포들 사이에서 신호를 전달하는 과정인 시냅스소낭 막융합을 안정적으로 분석하는 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다.

이번 개발로 신경전달 과정에 대한 이해도를 높이는 한편 보톡스와 같은 신경전달물질을 새롭게 발굴할 수 있는 기회가 높아졌다.

신경세포 사이 신호전달의 핵심은 신경세포 안에서 존재하는데, 시냅스소낭은 다양한 신경전달물질을 담고 있는 신경세포의 막과 융합하는 과정이다. 

이 시냅스소낭의 막융합 과정을 분석하는 것이 곧 신경전달물질 연구의 핵심이다. 시냅스소낭 연구는 신경세포의 생체막을 이용하는 것이 좋지만 비용이 많이 들고 분석이 어렵다는 단점이 있었다. 그래서 합성물질이라는 한계에도 불구하고 합성리포좀을 이용하는 방식이 대부분이었다.

▲ 형질전환 효모의 액포를 이용한 시냅스소낭 막융합 분석시스템 모식도. ⓒ 2014 HelloDD.com

연구팀은 효모를 사용해 이 문제점들을 해결했다. 생체막융합을 유도하는 단백질인 스네어 유전자를 가진 효모를 제작, 인간의 시냅스소낭 막융합을 모방한 효모 액포 사이의 막융합 반응을 시험관에서 구현하는데 성공했다.

효모를 제작해 매번 같은 스네어 단백질을 가진 액포를 분리·정제할 수 있어 기존 분석시스템이 가진 재현성 문제도 극복할 수 있게 됐다. 또 효모는 대량 배양에 유리해 화합물 발굴 등 대규모 스크리닝 연구에도 응용할 수 있다는 장점이 있다. 

이를 통해 신경전달 과정을 조절하는 제2의 보톡스, 화합물을 발굴하고 개발하는데 활용될 전망이다.

전영수 교수는 "개발된 분석시스템이 인간의 시냅스소낭 막융합의 특성을 그대로 보여주고 있어 보톡스의 효능개선, 대체물 개발 등 다양한 연구활동에 기여할 것"이라고 기대했다.

▲ 보톡스에 의한 시냅스 스네어에 의한 액포융합 반응의 억제 효과. ⓒ 2014 HelloDD.com