미토콘드리아 DNA, 왜 어머니에게서만 물려받을까?
아버지의 미토콘드리아 DNA는 수정 직후 사라진다
대부분의 동물, 인간을 포함해 세포 내 에너지를 생산하는 미토콘드리아 DNA는 어머니로부터만 유전된다. 수정 과정에서 아버지의 미토콘드리아 DNA는 즉시 제거되는데, 과학자들은 이 현상의 이유를 오랫동안 밝혀내려 했다. 최근 새로운 연구가 이를 설명할 단서를 제공하며, 미토콘드리아 관련 질환 치료의 가능성을 제시했다.
아버지의 미토콘드리아가 남으면 생물학적 문제 발생
콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스 연구팀은 선충(C. elegans)을 이용해 연구를 진행했다. 실험 결과, 아버지의 미토콘드리아 DNA가 정상적으로 제거되지 않고 배아 내에 남을 경우, 성체가 되었을 때 신경학적, 행동적, 생식적 문제가 발생하는 것으로 나타났다.
특히, ATP(세포 에너지)가 감소하면서 생존한 개체들이 인지 기능 저하, 활동성 감소, 생식 능력 저하를 보였다. 이는 미토콘드리아가 정상적으로 기능하지 못하면 생명 유지에 필수적인 에너지원이 부족해질 수 있음을 시사한다.
비타민 K2, 미토콘드리아 기능 개선 효과 발견
연구진은 해결책을 찾기 위해 비타민 K2(MK-4)를 활용한 실험을 진행했다. 그 결과, 비타민 K2를 투여한 개체에서 ATP 수치가 정상으로 회복되었으며, 인지 기능, 활동성, 생식 기능이 개선되는 것이 확인되었다.
이러한 결과는 비타민 K2가 미토콘드리아 기능 장애를 치료할 수 있는 가능성을 보여준다. 따라서 미토콘드리아 관련 질환의 새로운 치료법으로 연구가 더욱 확장될 필요가 있다.
미토콘드리아 질환 치료의 새로운 가능성
현재까지 인간에게서 아버지의 미토콘드리아 DNA가 남아있는 사례는 극히 드물게 보고되었다. 하지만 연구진은 이러한 현상이 특정 난치성 질환과 연관이 있을 가능성을 제시한다.
연구를 주도한 딩 쉬에 교수는 "추가 연구를 통해 더 큰 동물을 대상으로 실험이 필요하지만, 이번 연구 결과는 미토콘드리아 기능 장애를 예방하고 치료할 새로운 방법을 제시할 수 있다"고 밝혔다.
비타민 K2가 ATP 회복을 돕는다는 이번 연구 결과는 앞으로 미토콘드리아 질환 치료의 새로운 돌파구가 될 수 있을 것으로 보인다.
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