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뇌 노화 및 알츠하이머병에서 글루타메이트 tRNA 단편의 핵심 역할 밝혀낸 연구 결과
최근 리뷰 : 02.07.2025
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중국 과학기술대학(USTC)의 류창 교수 연구팀이 저널 Cell Metabolism 에 발표한 연구 논문에 따르면, 글루타메이트 tRNA 단편이 뇌 노화와 알츠하이머병 에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다.
이 연구는 글루타민성 뉴런의 미토콘드리아에 핵에 암호화된 tRNAGlu로부터 형성되는 전달 RNA(tsRNA)에서 유래된 소형 RNA인 Glu-5'tsRNA-CTC가 연령에 따라 축적되는 것을 밝혀냈습니다. 이러한 비정상적인 축적은 미토콘드리아 단백질 번역과 크리스타 구조를 교란시켜 궁극적으로 뇌 노화와 알츠하이머병의 병리학적 과정을 가속화합니다.
뇌 노화는 인지 기능 저하를 초래하는 피할 수 없는 자연스러운 과정입니다. 신경 퇴행성 질환인 알츠하이머병은 노인 치매의 가장 흔한 원인이며, 인지 기능 장애가 주요 특징입니다. 미토콘드리아는 세포에 에너지를 공급합니다. 연구에 따르면 미토콘드리아 기능 장애는 뇌 노화 및 알츠하이머병과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다.
미토콘드리아 Glu-5'tsRNA-CTC는 mt-tRNALeu가 류실-tRNA 합성효소 2(LARS2)에 결합하는 것을 방해하여, mt-tRNALeu의 아미노아실화 및 미토콘드리아 암호화 단백질의 번역을 저해합니다. 미토콘드리아 번역 결함은 크리스타 구조를 파괴하여 글루타미나제 의존성 글루타민(GLS) 형성을 저해하고 시냅스 글루탐산 수치를 감소시킵니다. 또한, Glu-5'tsRNA-CTC 수치 감소는 노화에 따른 미토콘드리아 크리스타, 글루타민 대사, 시냅스 구조 및 기억력 저하로부터 뇌를 보호할 수 있습니다.
뇌 노화 및 알츠하이머병에서 tRNA 단편의 조절 메커니즘에 대한 개략적 표현. LIU Qiang et al.
류 교수 연구팀은 뇌 노화와 알츠하이머병에서 글루탐산 tRNA 단편의 중요한 역할을 밝혀내 인지 기능 저하를 늦추는 새로운 접근법을 제시했습니다. 연구진은 이러한 tRNA 단편을 표적으로 하는 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 개발하여 노령 쥐의 뇌에 주입했습니다. 이러한 개입은 노령 쥐의 학습 및 기억력 문제를 유의미하게 개선했습니다.
이 연구는 글루타메이트 수치를 유지하는 데 있어 정상 미토콘드리아 크리스타 미세구조의 생리학적 역할을 밝혔을 뿐만 아니라, 뇌 노화와 연령에 따른 기억력 감퇴에 있어 tRNA의 병리학적 역할도 확인했습니다.