국내 연구진이 특정 유전자 결손이 발달장애를 일으키는 핵심적인 발병 원리를 세계 최초로 규명하고, 나아가 치료의 가능성까지 제시하는 쾌거를 이루었다. 서울대학교 자연과학대학의 정용근 명예교수와 박경린 박사과정생 연구팀은 종양억제후보유전자로 알려진 'TUSC3'의 결손이 어떻게 지적장애로 이어지는지를 분자 수준에서 밝혀낸 연구 결과를 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 발표했다고 밝혔다. 이는 그동안 원인 불명으로 여겨졌던 일부 발달장애의 베일을 벗기고, 새로운 치료 전략 개발의 청신호를 켠 중대한 성과로 평가된다.

 

연구팀은 TUSC3 유전자의 기능이 거의 알려져 있지 않았다는 점에 주목했다. 이전부터 지적장애 환자들에게서 해당 유전자의 돌연변이가 반복적으로 보고되었지만, 아무도 그 이유를 명확히 설명하지 못했다. 연구팀은 이 미스터리를 풀기 위해 TUSC3 유전자가 결손된 동물 모델을 제작하여 그 영향을 면밀히 관찰했다. 그 결과, TUSC3 유전자의 부재가 신경세포 내 소기관인 소포체(ER)의 마그네슘 농도를 급격히 떨어뜨린다는 사실을 발견했다. 세포의 '단백질 생산 및 관리 공장'인 소포체에 마그네슘이 부족해지자, 공장이 제대로 작동하지 못하는 '소포체 스트레스' 상태가 유발되었고, 이는 최종적으로 뇌 기능의 핵심인 시냅스 단백질의 감소로 이어져 인지 기능을 저하 시켰던 것이다.

 

더 나아가 연구팀은 이 문제에 대한 놀라운 해결의 실마리를 제시했다. 원인이 '소포체 내 마그네슘 결핍'이라면, 마그네슘을 보충해주면 상황이 개선될 것이라는 가설을 세운 것이다. 연구팀은 TUSC3 유전자가 결손된 동물 모델에게 마그네슘을 직접 보충하는 실험을 진행했다. 결과는 놀라웠다. 마그네슘 보충을 통해 소포체 내 마그네슘 농도가 정상 수준으로 회복되자, 극심했던 소포체 스트레스가 눈에 띄게 완화되었다. 이에 따라 감소했던 시냅스 기능까지 정상화되었으며, 최종적으로는 손상되었던 인지 능력이 현저히 회복되는 것을 입증했다. 단순한 영양소 보충이 유전자 결손으로 인한 심각한 문제를 되돌릴 수 있다는 가능성을 보여준 극적인 순간이었다.

 

이번 연구의 가장 큰 의의는 '소포체 마그네슘 결핍 → 소포체 스트레스 → 시냅스 기능 저하'로 이어지는 새로운 발달장애 발병의 핵심 축을 명확하게 제시했다는 점에 있다. 이는 단순히 하나의 현상을 관찰한 것을 넘어, 복잡한 생명 현상의 인과관계를 명쾌하게 풀어낸 것이다. 특히, 마그네슘이라는 비교적 안전하고 쉽게 접근할 수 있는 물질을 통해 치료 가능성을 동물 모델에서 확인했다는 점은 향후 발달장애 치료제 개발 연구에 매우 중요한 기반이 될 것으로 기대된다. 유전자 결함이라는 근본적인 문제를 직접 해결하기는 어렵더라도, 그로 인해 발생하는 연쇄적인 문제를 중간에서 차단하는 새로운 방식의 치료 전략에 대한 희망을 열어주었다.