DGIST, 뇌세포 기능까지 해치는 '단백질 흡착 미세플라스틱' 유해성 규명

작성일 08-06

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 디지스트(DGIST·총장 이건우)는 최성균 핵심단백질자원센터장(바이오메디컬연구부 책임연구원)과 유우경 뇌과학과 교수 연구팀이 체내에 유입된 미세플라스틱이 생체 단백질과 결합해 뇌세포의 기능을 교란하고, 이로 인해 신경독성 물질로 작용할 수 있음을 규명했다고 6일 밝혔다.
 특히 이번 연구는 '단백질 흡착 미세플라스틱'이 체내에서 생물학적 특성을 변화시키며 염증반응 및 세포 기능 교란을 일으키는 과정을 단백체 분석 기반으로 정밀하게 입증했다는 점에서 주목받고 있다. 
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 <img alt="(왼쪽부터) 뇌과학과 Janbolat Ashim 박사과정생, 핵심단백질자원센터 최성균 센터장, 뇌과학과 유우경 교수" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/06/etimesi/20250806091304476njbh.png" data-org-width="700" dmcf-mid="tV7OAVWAI6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/06/etimesi/20250806091304476njbh.png" width="658">
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 (왼쪽부터) 뇌과학과 Janbolat Ashim 박사과정생, 핵심단백질자원센터 최성균 센터장, 뇌과학과 유우경 교수
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 미세플라스틱은 공기, 물, 음식 등을 통해 인체에 유입되며, 체내에 머물면서 다양한 생리적 기능에 악영향을 미칠 수 있다. 특히, 그 크기와 화학적 특성으로 인해 생체 단백질과 쉽게 결합할 수 있으며, 이로 인해 기존과는 전혀 다른 형태의 생물학적 반응을 유도할 가능성도 제기돼 왔다.
 그러나 지금까지는 '플라스틱 자체의 독성'에 대한 연구가 주를 이뤘고, 실제 생체 내 환경에서 단백질과 결합한 상태의 미세플라스틱, 즉 '단백질 흡착 미세플라스틱'이 인체에 미치는 영향에 대해서는 실질적이고 구체적인 연구가 거의 이루어지지 않았다.
 연구팀은 먼저 마우스의 혈청을 미세플라스틱과 함께 처리해 단백질이 흡착된 상태의 미세플라스틱을 형성한 후, 이를 마우스 뇌 유래 신경세포 및 인간 미세아교세포에 처리해 생체 반응을 분석했다. 그 결과, 단백질이 흡착된 미세플라스틱은 세포 내 단백질 합성, RNA 가공, 지질 대사, 물질 수송 등 생명 유지에 필수적인 기능을 광범위하게 교란하는 것으로 확인됐다. 이는 단순한 물리적 자극을 넘어, 세포 수준에서의 본질적인 기능 손상을 유발함을 의미한다. 
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 <img alt="생체내 단백질 흡착 미세플라스틱의 단백체 변화 분석 모식도" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/06/etimesi/20250806091305903zqpc.jpg" data-org-width="381" dmcf-mid="FfZjdUsdw8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/06/etimesi/20250806091305903zqpc.jpg" width="658">
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 생체내 단백질 흡착 미세플라스틱의 단백체 변화 분석 모식도
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 특히 혈청 단백질이 흡착된 미세플라스틱은 염증 유전자 발현을 유도하고, 세포 신호 전달과 생리 기능을 저해하며, 지속적으로 체내에 축적되면 신경독성 물질로 작용할 수 있는 가능성을 보여주었다. 이는 플라스틱 자체보다 단백질과 결합한 미세플라스틱이 더 큰 생물학적 위해성을 지닌다는 사실을 시사한다.
 최성균 센터장은 “이번 연구를 통해 미세플라스틱이 생체 내 단백질과 상호작용하여 새로운 생물학적 특성을 갖게 되고, 특히 뇌세포 기능을 교란해 신경독성 물질로 작용할 수 있음을 규명했다”며, “향후 미세플라스틱 연구에 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.
 이번 연구는 DGIST 기관고유 사업 (과제책임자 최성균 책임연구원)과 한국연구재단 성장형 박사후국내연수지원사업(성장형 포닥과제, 과제책임자 DGIST 김희연 연구원)의 지원을 받아 수행됐다.
 DGIST 뇌과학과 Janbolat Ashim 박사과정생, 지상호 박사, 핵심단백질자원센터 김희연 . 바이오메디컬연구부 이승우 연구원이 제1저자로, 최성균 책임연구원과 유우경 교수가 교신저자로 참여했다.
 연구결과는 최근는 미국화학회(ACS, American Chemical Society)의 환경 분야 국제학술지 'Environmental Science &amp; Technology' 온라인판에 게재되었으며, 생물학연구정보센터(BRIC)의 '한빛사(한국을 빛내는 사람들)'에 등재됐다.
 대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
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