청각세포에 소음 저항성을 부여하는 초미세 생체구조 규명

소음성, 노인성 난청의 예방 전략 제시할 수 있을 것으로 기대

의대 김철훈(약리학), 복진웅(해부학), 최재영 교수(이비인후과학) 연구팀은 청각세포에 소음 저항성을 부여하는 초미세 생체구조를 규명했다. 이번 연구는 ‘미국립과학원회보(Proceedings of National Academy of Science, IF 9.412)’에 게재됐다.

사람의 청각세포는 소리 신호를 선택적으로 증폭 또는 상쇄시켜 뇌로 전달하는 능력을 지닌다. 이러한 ‘앰프’ 기능으로 인해 미세한 차이의 소리(예, C vs. C#, ‘자’ vs. ‘차’)를 정확히 구분할 수 있어 음악 감상과 언어 소통 등 일상생활이 가능하다. 

이 기능은 청각세포 중 외유모세포(outer hair cell)가 담당하는데, 미세한 소리 진동을 감지하는 유모(hair bundle)는 100nm 크기의 초미세 구조물로 이뤄져 있고, 손상에 취약하며 재생되지 않아 소음성, 노인성 난청의 빈번한 요인이 된다.

연구팀은 총성 등 큰 소음에 노출되더라도 일시적 난청 후 청각이 회복되는 점에 착안해 외유모세포에는 앰프 기능을 수행하는 해부학적 구조와 소음 저항성을 부여하는 구조가 각각 존재할 것으로 판단했다. 이를 규명하기 위해 유모를 구성하는 생체구조를 선택적으로 제거할 수 있는 유전자변형 마우스모델을 제작, 분석했다. 

연구팀은 이 연구를 통해 유모 상단과 상부 덮개막을 연결하는 덮개막연결관(tectorial membrane attachment crown)이 앰프 기능을 위해 필수적인 구조임을 규명했다. 반면, 각각의 유모 가닥을 좌우로 연결하는 수평상단커넥터(horizontal top connector)는 앰프 기능이 소음에 손상되지 않도록 저항성을 부여한다는 점을 확인했다. 이러한 초미세 생체구조들은 TUB과 STRC 단백질 간의 상호작용을 통해 조절된다는 점도 밝혀냈다.

연구팀은 후속 연구를 통해 유모 생체구조의 구성 요소를 추가 발굴하고, 이들 간 상호작용 기전을 규명해 소음성, 노인성 난청의 예방 전략을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.