백내장이란 수정체가 유전이나 기형, 노화 현상으로 인해 뿌옇게 혼탁되어 시력의 장애를 가져오는 질환


눈 속에 있는 수정체는 양쪽으로 볼록한 모양으로 수정체의 탄력성에 의해 초점을 맞추어 주는데 수정체는 조밀하게 꽉 찬 크리스탈린 단백질 (crystalline protein)로 구성되어 있으며 가시광선 파장이 통과할 수 있는 배열을 갖고 있다.


그러나 자외선 노출과 노화 등을 포함한 다양한 이유로 단백질의 특성이 변화하여 뭉치게 된다. 이러한 결과로 빛이 렌즈를 통과한 후 흩어지며 혼탁한 시야 또는 실명으로 이어진다. 현재 단백질 응집 과정이 한번 시작되면 이를 되돌릴 수 있는 방법은 없다.

매년 약 500만 명의 사람이 렌즈를 제거하고 인공 렌즈로 교환하는 백내장 수술


백내장은 선천성인 경우가 있으며, 임신 초기에 임신부가 풍진 등에 걸렸을 경우나, 유전 그 밖에 원인이 불명한 것이 있다.
당뇨병성인 것이 있으며 그 외 외상이나 녹내장 등 다른 눈의 질환 때문에 발생하는 경우도 있다. 또한 원인은 분명하지 않으나 수정체의 물질대사장애, 예를 들면, 비타민 C의 결핍, 아미노산의 대사이상에 의하여 수정체낭의 투과성이 변화하여 일어날 수 있다. (http://www.kimsonline.co.kr/healthInfo/dictionary/view.asp?id=10&StrSP=바&page=&keyword=)

단백질 사이 인력의 미세한 변화만으로 백내장 유발 증명


스위스의 연구진은 소프트 응집물질물리 (condensed matter physics)를 이용하여 단백질 사이 인력의 매우 정교한 균형이 수정체를 투명하게 유지시키며,이러한 균형의 미세한 변화만으로도 단백질이 응집하고 섞인다는 것을 증명하였다.
이러한 현상은 전 세계 실명의 가장 큰 원인인 백내장을 유발시킨다.
이러한 연구는 알츠하이머병과 같은 다른 단백질 응집 질병에 대한 실마리도 제공할 수 있을 것으로 보이며 언젠가 단백질 상호작용을 안정화시켜 이러한 문제적 응집이 발생하는 것을 예방할 수 있을 것이다.


이전 연구는 응축된 수정체 단백질 용액을 구성하고 있는 3가지 주요 크리스탈린 단백질의 상호작용이 백내장 생성에 주요한 역할을 하는 것을 보여주었다. University of Fribourg, EPFL 및 미국의 Rochester Institute of Technology 연구진이 수정체와 유사한 농도에서 중성자산란실험 (neutron scattering experiments)과 분자 동력학 컴퓨터 시뮬레이션 (molecular dynamics computer simulation)을 함께 사용하여 이러한 단백 2가지의 상호작용을 연구하였다.

연구진에 따르면 두가지 단백의 정교한 인력과 척력의 복합 작용이 가시광선에 투명한 배열을 만든다. EPFL의 연구자 Giuseppe Foffi에 따르면 실험과 시뮬레이션을 결합시킨 결과 수정체가 투명하기 위해서 단백질 사이에 존재하는 약한 인력을 정량화할 수 있었다.

연구 결과는 인력의 균형이 깨지면 백내장이 생길 수 있음을 보여주며 백내장 생성 연구에 대한 새로운 방향성을 제시한다.

단백질의 분자 특성과 상호작용 연구에 대한 틀 마련


논문의 주저자인 University of Fribourg의 Anna Stradner에 따르면 많은 연구들이 개개의 렌즈 단백질에 대한 연구를 하였지만 어떠한 것도 눈과 유사한 농도에서 단백질 혼합에 대한 연구를 하지 않았다. 연구진은 단백질을 콜로이드 물질로 모델링하여 매우 좁은 조건에서 단백질 용액이 안정화하는 것을 알아내었으며 이것이 렌즈의 투명성을 위한 필수 조건이다.


수정체 단백질의 상호작용에 대한 중요한 새로운 정보 외에도 이번 연구는 단백질의 분자 특성과 상호작용에 대한 추가 연구를 위한 틀을 제공하고 있다. 이번 연구 결과는 단백질의 이러한 특성을 이용하며 응집을 예방하거나 또는 시작된 과정을 되돌릴 수 있을지에 대한 가능성을 제공한다.

<출처> KISTI GTB, 2007-11-13
Medical News Today(美), 12 Nov 2007

Posted by TopARA

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  1. 알로愛레몬 2007.11.17 19:50  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은글이라 담아갑니다.*^^*