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인간의 관절은 연골을 재생시키는 도롱뇽같은 능력을 가지고 있다
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인간의 관절은 연골을 재생시키는 도롱뇽같은 능력을 가지고 있다
  • 김지연 기자
  • 승인 2019.10.14 18:19
  • 댓글 0
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듀크 대학 연구원들, 연골 내의 단백질을 볼 때 재생 패턴 발견
세계에서 가장 흔한 관절 장애인 골관절염의 치료로 이어질 수 있다
마이크로RNA라고 불리는 분자들이 이 과정을 조절
아미노산에 통합된 내부 분자 시계를 사용하여 단백질의 나이를 결정하는 방법
듀크 대학의 연구원들은 고관절, 무릎 및 발목에서 연골을 연구하고 연골 내의 단백질을 볼 때 재생 패턴을 발견했습니다. [출처 : Duke Health의 Alisa Weigandt]
듀크 대학의 연구원들은 고관절, 무릎 및 발목에서 연골을 연구하고 연골 내의 단백질을 볼 때 재생 패턴을 발견했다. [이미지 출처 : Duke Health의 Alisa Weigandt]

꼬리를 잘라져도 새로운 꼬리를 재생하는 도룡뇽처럼 인간의 관절도 그런 능력을 가질 수 있다는 연구가 발표되었다.

메디컬엑스프레스에 따르면 인간 관절의 연골은 도롱뇽이나 제브라 피쉬와 같은 생물이 사지를 재생하기 위해 사용하는 것과 유사한 과정을 통해 스스로 회복될 수 있다고 듀크 헬스의 연구원들은 말한다.

10월 9일자 사이언스 어드밴스지 온라인에 게재된 이 연구원들은 발목 관절과 고관절의 더 튼튼한 연골 복구의 메커니즘을 발견했다. 이 발견은 잠재적으로 세계에서 가장 흔한 관절 장애인 골관절염의 치료로 이어질 수 있다고 한다. 

"우리는 인간에서 이 '도롱뇽과 같은' 재생 능력에 대한 이해와 이 규제 회로에서 결정적으로 누락된 구성 요소에 대한 이해는 관절 조직과 전체 인간의 사지를 복구하기위한 새로운 접근법의 기초를 제공 할 수 있다고 믿는다"

수석 저자 명펑 허 박사 등 크라우스와 동료들은 한 형태를 예측 가능한 규칙성으로 다른 형태로 변환하는 아미노산에 통합된 내부 분자 시계를 사용하여 단백질의 나이를 결정하는 방법을 고안했다.

조직에서 새로 생성된 단백질은 아미노산 변환이 거의 없거나 전혀 하지 않는다. 오래된 단백질은 많이 가지고 있는데 이 과정을 이해함으로써 연구원들은 민감한 질량 분석법을 사용하여 콜라겐을 포함한 인간 연골의 핵심 단백질이 젊거나 나이든 시기를 식별할 수 있었다. 

그들은 연골의 나이가 몸의 어디에 있느냐에 따라 크게 좌우된다는 것을 발견했다. 인간 연골의 나이와 신체의 위치 사이의 이러한 상관관계는 다리 또는 꼬리의 끝을 포함하여 가장 먼 끝에서 더 쉽게 재생되는 특징을 가진 동물에서 사지 복구가 발생하는 방식과 일치한다. 

이 발견은 또한 사람들의 무릎 부상, 특히 고관절이 회복되고 종종 관절염으로 발전하는데 오랜 시간이 걸리는 반면 발목 부상은 더 빨리 치유되고 덜 심각한 관절염이 되는 이유를 설명하는데 도움이 된다고 한다. 

연구원들은 마이크로RNA라고 불리는 분자들이 이 과정을 조절한다는 것을 더 많이 알게 되었다. 놀랍게도 이러한 마이크로RNA는 도롱뇽, 얼룩말고기, 아프리카 민물고기, 도마뱀을 포함한 사지, 지느러미 또는 꼬리 수리로 알려진 동물에서 더 활동적이다.

이러한 마이크로RNA는 인간에게도 발견되는데, 이것은 관절 조직 복구에 대한 인간의 능력을 제공하는 진화적인 인공물이다. 동물에서와 같이 마이크로RNA의 활동은 위치에 따라 크게 다르다. 즉, 무릎과 엉덩이에 비해 발목에서 가장 높았고 연골의 더 깊은 층에 비해 연골의 상단 층에서 더 높았다.

허 박사는 "도롱뇽 사지의 재생 조절기 역시 인간 사지의 관절 조직 수리의 조절기처럼 보인다는 사실을 알고 흥분했다"고 말했다. "우리는 이것을 '내부 도롱뇽' 용량이라고 부른다."고 했다. 

연구자들은 마이크로RNA가 관절염을 예방, 지연 또는 역정시킬 수 있는 의약품으로 개발 될 수 있다고 말했다. 

크라우스는 "우리는 관절염 관절의 퇴화된 연골을 완전히 재생시키기 위해 이러한 조절기를 강화할 수 있다고 생각한다. 도롱뇽과 비교하여 누락된 조절기를 알아낼 수 있다면 누락된 구성요소를 다시 추가하고 언젠가 재생하는 방법을 개발할 수도 있을 것이고 언젠가는 다친 사람의 팔의 일부나 전부를 재생시킬 수 있는 방법을 개발할 수도 있을 것이다"라고 말했다. "우리는 이것이 연골뿐만 아니라 많은 조직에 적용될 수 잇는 근본적인 복구 메커니즘이라고 생각한다"고 했다.

 

[케미컬뉴스=김지연 기자]



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