알츠하이머 원인 물질 '타우 단백질'의 반전… 기억 형성에도 필수 역할해

 

 

 

 

 

알츠하이머 원인 물질 '타우 단백질'의 반전… 기억 형성에도 필수 역할해

 

 

 

 

 

최근 고령화 사회로 접어든 대한민국에서 가장 두려운 질병을 꼽으라면 단연 '치매(알츠하이머병)'일 것입니다. 부모님 세대는 물론, 노후를 준비하는 이들에게 기억을 잃어간다는 것은 삶의 존엄성과 직면한 가장 가슴 아픈 과제이기 때문입니다.

 

그동안 현대 의학계에서 알츠하이머 치매를 유발하는 '두 가지 주범'으로 지목해 온 물질이 있습니다. 바로 베타 아밀로이드와 타우(Tau) 단백질입니다. 뇌 속에 이 단백질들이 비정상적으로 쌓이고 엉겨 붙으면서 뇌세포를 파괴하고 기억을 지운다고 알려져 왔기 때문입니다. 즉, 타우 단백질은 오랜 시간 동안 의학계에서 ‘지워야 할 독성 물질’이자 ‘ 뇌세포의 파괴자’로만 취급받아 왔습니다.

 

그런데 최근, 이 타우 단백질의 치명적인 비밀을 뒤집는 놀라운 반전 연구 결과가 국제 학술지 *‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’*에 발표되었습니다. 타우 단백질이 단순히 뇌를 파괴하는 쓰레기가 아니라, 오히려 우리가 새로운 경험을 오랫동안 간직할 수 있도록 뇌 속 기억 세포를 조직하고 고정하는 '핵심 지휘자' 역할을 하고 있었다는 사실이 밝혀진 것입니다.

 

플린더스 대학교 연구팀이 뉴사우스웨일스 대학교, 맥쿼리 대학교와 공동으로 진행한 이번 연구는 치매의 메커니즘을 완전히 새로운 시각에서 바라보게 만듭니다.

 

 

 

1. 찰나의 기억을 '평생의 추억'으로 바꾸는 타우의 메커니즘

 

 

우리 뇌는 매일 수많은 정보를 받아들입니다. 오늘 점심에 무엇을 먹었는지 같은 사소한 기억부터, 몇 년이 지나도 또렷한 소중한 추억까지 존재합니다. 연구팀은 쥐 실험을 통해 수일에서 수주 이상 지속되는 '원격 장기 기억(Remote memory)'의 형성 과정을 추적했습니다.

 

여기서 매우 흥미로운 사실이 발견되었습니다. 타우 단백질이 없어도 쥐들은 새로운 것을 학습하거나 방금 일어난 일을 기억하는 데 아무런 문제가 없었습니다. 단기 기억에는 영향을 주지 않은 것입니다. 하지만 시간이 흐른 뒤 과거의 일을 기억해 내는 '장기 기억'의 영역으로 넘어가자, 타우 단백질이 없는 쥐들은 기억을 제대로 유지하지 못했습니다.

 

"어제 일은 기억하는데, 왜 옛날 기억은 흐릿해질까?"

 

 

이번 연구를 이끈 아르네 이트너(Arne Ittner) 교수는 이 현상에 대해 다음과 같이 설명합니다.

 

"우리가 경험한 어떤 기억은 영원히 남고, 어떤 기억은 쉽게 사라지는지 그동안 명확히 규명되지 않았습니다. 이번 연구는 타우 단백질이 장기 기억을 형성하는 핵심 열쇠임을 보여줍니다. 타우가 없다면 순간적인 기억은 만들어질지 몰라도, 세월을 견디는 단단한 기억으로 굳어지지 못하고 이내 파괴됩니다."

 

 

2. 뇌 속의 오케스트라 지휘자: '엔그램 세포'를 통제하다

 

 

연구팀은 기억이 뇌에 물리적으로 저장되는 공간인 '엔그램 세포(Engram cells, 기억 흔적 세포)'에 주목했습니다. 우리가 새로운 경험을 할 때, 뇌 속의 수많은 세포 중 오직 엄선된 소수의 세포만이 그 기억을 저장하는 엔그램 세포로 선택됩니다.

 

이때 타우 단백질이 결정적인 역할을 합니다. 타우는 기억이 형성되는 중요한 순간에 활성화되어, 정확히 어떤 세포들이 기억 저장소로 고용(Recruit)되어야 하는지 진두지휘합니다.

 

마치 대형 오케스트라에서 지휘자가 연주할 악기와 연주하지 않을 악기를 조율하여 아름다운 화음을 만들어내는 것과 같습니다. 연구에 참여한 레네 코소넨(Renée Kosonen) 연구원은 *"타우는 뇌가 정확하고 오래가는 기억을 만들 수 있도록 돕는 일종의 '정리 정돈 전문가'와 같다"*고 비유했습니다.

 

특히 타우 단백질은 기억이 만들어질 때 발생하는 뇌 속의 불필요한 '잡음(Noise) 신호'를 억제합니다. 주변의 산만한 배경 활동을 줄여줌으로써 오직 선택된 세포들만 선명하게 기억을 새기도록 유도하는 것입니다.

 

이 과정에서 타우 단백질은 '인산화(Phosphorylation)'라는 미세한 화학적 변화를 겪게 됩니다. 그동안 의학계에서는 타우의 인산화를 무조건 알츠하이머 치매의 병리적 증상으로만 보았으나, 이번 연구를 통해 적절하게 통제된 낮은 수준의 인산화는 건강한 뇌가 장기 기억을 만들기 위해 반드시 거쳐야 하는 정상적이고 필수적인 생리 현상임이 증명되었습니다.

 

 

 

3. 치매 환자가 왜 '분명히 보았던 얼굴'을 기억해 내지 못할까?

 

 

연구팀은 또 하나의 충격적인 사실을 발견했습니다. 타우 단백질이 없더라도 뇌 속 어딘가에는 기억의 흔적(엔그램)이 여전히 존재하고 있었습니다. 연구진이 인위적으로 엔그램 세포를 자극하자, 쥐들은 사라진 줄 알았던 장기 기억을 다시 떠올렸습니다.

 

이는 타우 단백질이 기억 그 자체를 저장하는 물질이 아니라, 시각이나 청각 같은 '외부의 단서'와 '내 기억 저장소'를 연결해 주는 다리 역할을 통제하고 있었음을 의미합니다.

 

이 발견은 알츠하이머 치매 환자들이 겪는 고통의 본질을 다시 생각하게 만듭니다. 치매 환자들은 자녀의 얼굴을 보고도 누구인지 알아보지 못할 때가 많습니다. 이는 기억 자체가 완전히 지워졌다기보다, ‘자녀의 얼굴(시각적 단서)’을 보고 뇌 속에 저장된 ‘내 아이에 대한 기억(엔그램)’을 끄집어내는 연결 고리(타우의 기능)가 망가졌기 때문일 수 있다는 뜻입니다.

 

실제로 연구팀이 기억을 학습하는 단계에 변형된(비정상적인) 타우 단백질을 주입하자 새로운 기억의 형성 자체가 차단되었고, 이미 기억이 형성된 후에 비정상 타우를 주입하자 기억을 끄집어내는 인출 기능이 완전히 마비되었습니다.

 

 

 

4. 의학계의 패러다임 전환, 새로운 치매 치료의 서막

 

 

물론 이번 연구는 동물(쥐) 실험 모델을 통해 이루어진 결과이므로, 인간의 복잡한 뇌 구조와 치매 치료에 곧바로 직접 적용하는 데는 신중해야 합니다. 그러나 향후 인간을 대상으로 한 연구에서도 이 개념이 증명된다면, 치매 예방과 치료의 패러다임은 180도 뒤바뀌게 됩니다.

 

기존의 치매 치료제 개발은 뇌 속에 쌓인 타우 단백질을 무조건 무력화하고 없애는 쪽에만 집중해 왔습니다. 하지만 타우가 장기 기억 유지를 위한 필수 지휘자라는 사실이 밝혀진 이상, 타우를 무작정 제거하는 방식은 오히려 정상적인 기억력 유지에 독이 될 수도 있습니다.

 

앞으로는 비정상적으로 변질된 타우 단백질만 선택적으로 억제하면서, 건강한 타우 단백질이 본연의 '기억 연결 고리 및 정리 정돈 역할'을 잘 수행할 수 있도록 돕는 '기능 회복형 치료제' 개발이 활발해질 것으로 기대됩니다.

 

지워지는 기억 앞에서 슬퍼하는 수많은 환자와 가족들에게, 뇌 과학의 최전선에서 전해온 이 놀라운 반전의 소식이 머지않은 미래에 인류가 치매라는 거대한 벽을 정복하는 결정적 나침반이 되기를 진심으로 바라봅니다.

 

본 리포트는 플린더스 대학교 의학 및 공중보건 대학의 아르네 이트너 교수 연구팀이 이끈 국제 공동 연구(Kosonen et al., 2026, Nature Communications) 논문을 기반으로 작성되었습니다.

 

 

 

   - 출처 :  https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260710003535.htm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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