12년 전에 썼던 아쿠아포린에 대한 보고서

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I. 서론

 

 

 

1. 세포 내에서 물의 중요성

 

 

 

물은 세포가 특정기능을 수행할 수 있도록 도와주며, 체내 항상성을 유지하게 하는데 큰 역할을 한다. 또한 “적절한 수분 조절” 은 정상적인 대사활동에 필수적이다. 따라서 생명을 유지하는데 근원이 되는 물은 체내에서 체외로의 유출을 최소화 시키기 위하여 여러가지 막으로 둘러싸여 보호를 받게 된다

 

 

 

2. Aquaporin 의 발견

 

 

 

삼투압 현상만으로는 세포가 신장을 빠져나가는 물의 98.8% 를 재흡수하는 건 불가능하다는 고민에서 시작되어, 물 흡수를 조절하는 단백질이 세포벽에 존재함을 밝혀내게 되었다. 우리 몸의 세포들이 물을 수송하는 특정 channel 을 포함하고 있어야 할 것이라는 것은 19세기 중반에서부터 추정되어졌었다. 밝혀진 단백질에게는 Aquaporins(AQPs) 라는 이름이 붙게 되었는데, 어원을 찾아 보면 이 이름은 “물 구멍” 이라는 뜻을 담고 있다.

 

이 Aqauporin 이 친숙한 이유가 있다면 그건 바로 이 Aquaporin 을 밝혀낸 과학자 Peter Agre 박사가 2003년도에 노벨 화학상을 수상했기 때문일 것이다. 이 Peter Agre 는 1988년에 하나의 세포막 단백질을 분리하는데 성공했는데 , 1년 정도 지나고 나서 그것이 바로 지금까지 추정만 해 왓던 Water Channel 이라는 것을 확인하였다. 공동 수상자인 MacKinnon 박사는 칼륨 이온 채널들의 공간적 구조를 결정한 공로로 상을 받았다.

 

 

3. Aquaporin 의 중요성

 

 

 

 

사람의 몸의 약 70% 가 소금물이기에 염(이온들) 과 물이 어떻게 우리 몸의 세포 안팎으로 수송되는 가를 규명해 낸 발견은 굉장한 중요성을 내포하고 있음을 알 수 있다. Aquaporin 단백질의 기능을 알게 된 이 시점에서 , 이것을 응용할 수 있는 분야는 실로 다양하다. 과학계의 관점에서 보자면 , 박테리아 , 식물 , 그리고 포유류에서의 물 채널에 대한 폭 넓은 생화학적, 생리적, 그리고 유전적 연구의 길을 열어주는 격이 될 것이고, 인간에게 적용할 수 있는 응용 분야를 찾아 보자면 Aquaporin 단백질을 잘 통과할 수 있는 물질을 개발하여서 건조한 피부를 촉촉하게 만들어 주는 보습제를 개발할 수도 있을 것이고, 신장이 어떻게 1차 소변으로부터 물을 회수하고 우리 신경 세포들 속의 전기적 신호들이 어떻게 생성되고 전달되는 가를 기본적인 분자 수준에서 이해할 수 있게 될 것이다.

 

또한 신장 , 근육 , 신경계통 , 심장 등에 문제가 생긴 많은 사람들의 질병을 이해하는 데도 요긴하게 쓰일 수 있게 될 것이다. 그리고 질병 치료에 요긴 하게 쓰일 수 있다는 말은 바꿔 말하면, 이 단백질에 결함이 발생하면 질병에 걸릴 수도 있음을 의미한다. 가령 예를 들자면 이 단백질의 결함으로 인해 요붕증(diabetes insipidus)1 나 , 청력 상실 등의 질병이 유발될 수 있다.

 

 

 

 

 

II. 본론

 

1. Aquaporin 의 정의

 

 

 

Aquaporin 은 일종의 water channel proteins 으로 정의될 수 있다. 동물과 식물 세포 모두에 존재하는 Aquaporins 은 세포의 파열(bursting) 을 방지하고 사람의 경우 신장과 적혈구 세포, 눈 수정체(eye lens) , 뇌의 수분 이동을 조절하는 기능을 한다. 한마디로 Aquaporin 은 수분 재흡수에 중요한 역할을 하는 조절자이다. 세포 외부의 삼투 농도의 급격한 변화를 늘 직면하게 되는 적혈구는 급격히 팽창하거나 수축해야 하는데, 이는 적혈구 형질막에 높은 농도로 존재하는 Aquaporin 에 의하여 해결된다. (세포 당 2*105 복사물). 콩팥단위(nephron) 에서 proximal renal tubule cell 형질막에 5가지 다른 종류의 Aquaporin 이 있다. 이 단백질은 수분 채널을 형성한다. 수분 채널은 소수포(small storage vesicles) 에서 세포 표면으로 수송되어 수분을 모아서 신장 조직으로 되돌려 준다.

 

세포의 수분 이동 과정에는 다른 분자 물질의 이동이 수반되면 안된다. 다시 말하면 수분이 이동할 때 당 분자(sugar molecule)나 이온(ions) 의 손실이 발생해서는 안되는데 이 같은 기능을 담당하는 것이 바로 Aquaporin 이다. 이 같이 정밀한 선택성(selectivity)을 갖고 있으면서도 Aquaporin 은 매 초당 30억 개에 이르는 물 분자를 이동시킬 수 있다. 이는 10 평방 센티미터의 Aquaporin 필터로 단 7 초만에 1리터의 물을 여과할 수 있는 수준에 해당한다. 그리고 인간에게는 13 개의 Aquaporin(AQP-0 ~ AQP-9) 이 존재한다고 알려져 잇는데, 이들은 각각 특별한 역할을 담당하고 있다. (이 중 6개가 신장에 존재한다.). 그리고 가장 연구가 많이 된 Aquaporin 은 AQP1 과 AQP2 , AQP3 , AQP4 이다.

 

 

 

 

2. Aquaporin 의 구조 , 특성 , 기능

 

 

 

Aquaporin 에게 이러한 기능을 가져다 주는 이유는 바로 구조에 있다. Aquaporin 은 2nm 의 길이를 지녔고 , 폭 0..3 m 의 전달 통로를 세포막에 형성시킨다. 이 구조는 정확히 물을 손쉽게 통과시킬 수 있고 다른 거대 분자는 통과하지 못할 정도의 크기라고 볼 수 있다. 좀 더 자세히 이야기 하자면 물 분자 하나 보다 약간 더 큰 폭이라고 보면 된다. 그리고 Aquaporin 의 원자 구조는 가상의 이중 세포막(bilayer membrane) 에 파묻혀 있으면서 많

 

은 수의 물 분자가 이를 둘러싸고 있는 형태를 띄고 있다. 그 다음으로 Aquaporin 의 특성들을 몇 가지 살펴보자면, 일단 Aquaporin 을 통해 이동하는 물 분자는 매우 정렬된 상태로 움직이기 때문에 물의 이동 속도를 크게 높일 수 있다. 그리고 Aquaporin 의 두 번째 특성은 “수소 이온의 차단 기작” 관련된 것이다. 수소 이온 이동을 차단하는 것은 이동하는 물 분자 사이의 수소 결합이 깨지면서 유도되는 것으로 밝혀졌는데 , 일반적으로 수소 결합이 깨지는 과정은, 물이 끓는 현상에서도 볼 수 있듯이 에너지를 요구한다.

 

Aquaporin 은 단백질을 통해 이동하는 물 분자에 일시적으로 수소 결합을 형성시키는 방식으로 이 같은 에너지 불균형 문제를 해결한다. 좀 더 세밀하게 알아보자면, X-선 회절 분석을 통해 본 AQP-1 의 구조는 4 개의 단일체(각각의 분자량 28,000) 로 구성된 tetramer 며 각각의 단일체는 물분자의 통과가 충분한 직경(2-3Å)의 막횡단 구멍을 가지고 있다. 각각의 단일체는 또한 6개의 나선 부분과 2개의 짧은 나선을 가지는데, 여기에 Asn-Pro-Ala(NPA) 의 특징적인 아미노산 서열이 포함되어 있다. NPA 를 포함하는 짧은 나선은 반대편에서 이중층의 중간으로 뻗쳐져 있고, 이 부분이 특이 여과 기능을 담당하여 오직 물 분자만이 통과하는 구조를 형성하는 것이다.

 

각 AQP-1 단일체의 통로를 구성하는 잔기들은 대개 비극성이지만 펩타이드 결합의 뼈대에 존재하는 카보닐 산소는 통로의 좁은 부위로 빠져나와 각각의 물 분자와 수소 결합을 형성할 수 있도록 한다. ; 특히 물 분자와 수소결합을 하는데 NPA 고리에 있는 두 개의 Asn 잔기(Asn76 과Asn 192) 가 관여한다. 이 구조는 proton hopping2 을 허용하는 사슬을 형성하지 않는다. 즉, 이 통로 중간에 돌출 되어 있는 특정 아미노산인 Asn-76 과 Asn-192 와의 상호작용이 에너지 측면에서 불리한 물질은 배제되는 것이고, 이 두 아미노산과 수소 결합을 이룰 수 있는 물 분자는 안정하기 때문에 통과되는 것이다. 중요한 Arg 와 His residue 및 전기 쌍극자는 NPA 고리의 짧은 나선에 의하여 형성되며, 이는 구멍을 통하여 새어나올지 모르는 어떠한 양성자도 원래 자리로 밀어낼 수 있는 양전하를 공급한다. 즉, Aquaporin은 양성자(hydronium 이온 , H3O+) 의 이동을 허락하지 않는다는 특징이 있다고 볼 수 있는데, 이것은 막의 전기화학 전위가 깨지지 않는다는 것을 의미하므로 상당히 중요한 특징 중 하나이다.

ar/R(aromatic/ arginine) selectivity filter 는 NPA 고리의 양 옆에서 발견되는 helices 2(H2) 와 helices 5 (H5) 그리고 loopE(loop E1 과 loop E2) 로부터 두 residue 에 의해 형성되는 tetrad 이다. 이러한 ar/R 지역은 대개 extracellular vestibule 을 향하는 방향에서 발견되는데, 대략 NPA 고리보다 8Å 위에 있다.

 

 

그리고 종종 pore 에 있어서 가장 좁은 부분이기도 하다. 이 좁은 구멍은 물이 positively charged 된 arginine 과 상호작용하도록 만들어서 물 분자 사이의 수소 결합을 약화시키는 역할을 담당한다. 여기서 positively charged arginine 은 구멍을 위해 proton filter 로써의 역할도 담당한다.

 

그리고 이들 세포들은 소변 형성 과정 동안 물을 재흡수하게 되는데, 이 기능은 막을 가로질러 물이 이동하게 되는 필수 과정이다. Arabidopsis thalinana 는 38 종류의 Aquaporin 형성 유전자를 가지고 있는데 , 이는 식물 생리에서 물의 움직임이 얼마나 중요한지를 보여주는 예가 될 것이다.

 

예를 들어, 팽압의 변화는 막을 가로지르는 급격한 물의 움직임을 요구한다. 물 분자의 흐름 속도는 AQP-1 을 통하여 진행될 때 109 s-1 에서 104 s-1 인 것을 고려하면 비교가 될 것이다. Aquaporin 통로를 이용한 물의 이동에 필요한 활성화 에너지는 매우 낮아서 (∆ G’≠ < 15 Kj/mol) 물 분자가 삼투 농도에 의하여 형성된 방향으로 지속적으로 흐르게 될 것임을 알 수 있다.

 

 

 

 

3. Aquaporin 의 종류

 

 

 

 

 

Aquaporin
Aquaporin 종류	담당하는 기능 , 그리고 위치
AQP-1	토리쪽 콩팥세관(proximal renal tubule)의 체액 재흡수, 눈의 안방수 분비 ,중추신경계의 뇌척수액 분비 , 폐의 물 항상성 유지
AQP-2	콩팥 집합관(renal collecting duct)의 물 투과도 결정(돌연변이가 있는 경우콩팥성 요붕증 유발[nephrogenic diabetes insipidus])
AQP-3	콩팥 집합관의 물 보존
AQP-4	중추신경계의 뇌척수액 재흡수; 뇌부종(Brain edema)의 조절
AQP-5	침샘의 점액 분비, 폐의 허파꽈리 상피세포
AQP-6	콩팥
AQP-7	콩팥 토리쪽 세관 , 창자
AQP-8	간 , 이자, 큰 창자, 태반
AQP-9	간 , 백혈구
TIP	식물 액포막의 팽압 조절
PIP	식물 형질막
AQY	효모 형질막

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4. 잘 알려진 대표적인 Aquaporin

 

 

 

1)AQP1

 

 

 

AQP1 은 널리 발현된 water channel 이다. 그리고 이 AQP1 의 생리학적인 기능은 신장 내에서 가장 철저하게 특정화되어 있다. AQP1 은 proximal tubule 의 basolateral plasma membrane 과 apical plasma membrane 에서 주로 발견된다. 좀 더 자세히 말하면 Henle

 

loop 의 아래쪽에 갈라지는 부분과 , vasa recta 의 아래쪽 부분에 위치한다고 볼 수 있다. 또한 AQP1 은 red blood cell 과 vascular endothelium , gastrointestinal tract , sweat glands 그리고 lungs 에서 발견된다. 이것은 vasopressin(ADH) 에 의해 조절되지 않는다

 

 

 

 

2) AQP2

 

 

 

AQP2 는 cell 전체에 존재하는 intracellular vesicle 과 신장의 principal collecting duct 의 apical cell membrane 내에서 발견된다. 이 Aquaporin 은 펩티드 호르몬인 vasopressin 에 의해 두 가지 방식으로 조절된다. 즉, APQ2 가 aplical plasma membrane 가 연합하는 장소인 apical region 으로 AQP2 를 이동시키는 short-term regulation(몇 분 소요됨) 가 있고, 두 번 째로 AQP2 유전자 발현을 증가시키는 long-term regulation(몇 일 소요됨)이 있다.

 

이 Channel 내의 돌연변이가 바로 nephrogenic diabetes insipidus 를 일으킨다. 그리고 bipolar disorder 를 치료하기 위해 주로 사용되는 Lithium 은 AQP2 유전자의 발현을 감소시킴으로써 aczuired diabetes insipidus 를 일으킬 수 있다. 이 병은 ‘오줌 생산 속도의 증가’ 를 약하게 만든다. AQP2 유전자의 발현은 임신이나 congestive heart failure 와 같은 수분 보유와 관계된 조건에서 증가된다.

 

 

 

3) AQP 3 과 AQP 4

 

 

 

AQP3 와 AQP4 는 principal collecting duct cell 의 basolateral cell membrane 에서 발견되어지며 물이 이러한 세포들을 빠져 나갈 수 있는 통로를 제공해 준다. 신장에서 AQP3 의 발현은 vasopressin(ADH) 에 의해 조절된다. 반면에 AQP4 는 본질적으로 발현된다. 좀 더 자세히 말하면 AQP4 는 성상세포(astrocyte) 에서 발현된다. 그리고 중추 신경계(central nervous system) 에 직접 공격을 가하여 조절할 수도 있다.

 

 

 

 

5. 포유류에서의 Aquaporins

 

 

 

다양한 포유동물에서 발견되는 Aquaporin 은 구조와 기능에 따라서 분류할 수 있다. 첫 번째 그룹은 AQP0 , AQP1 , AQP2 ,AQP4 ,AQP5 ,AQP6 ,AQP8 이 7개의 Aquaporin 을 묶을 수 있는데 이 분자들은 물을 선택적으로 전달하고 , glycerol 과 urea 는 전달하지 않는다. 두 번째 그룹은 AQP3 , AQP7 , AQP9 이 3가지의 Aquaporin 으로 묶을 수 있는데 이들은 물만 전달하는 것이 아니라 glycerol 과 urea 같은 small nonionic molecule 도 전달한다. 이러한 AQP 들은 조직 내에 광범위하게 분포되어 있고, 생리적인 조절을 하기에 체내에서 물과 용질의 전달에 있어서 매우 중요한 기능을 담당하고 있는 듯 하다.

 

하지만 최근 연구에 다르면, Aquaporin 을 기능하지 못하게 만든 인간과 동물을 가지고 한 실험에서 phenotypic effect 가 거의 나타나지 않았다. 이 말은 즉, 아직 발견되지 않은 Aquaporin 이 존재하여서 이와 같은 결핍을 매꿔 준다는 것을 의미한다

 

 

 

6. 식물에서의 Aquaporins

 

 

 

Plant Aquaporin 은 plant 내에서 water-selected channel 이다. 그리고 (씨앗 발아)seed germination 과 (세포 신장)cell elongation , (기공 이동)stoma movement , fertilization 등에도 관여한다. 몇 몇 plant Aquaporin 은 stress 에 반응하여 중요한 역할을 수행한다. 그리고 plant 내의 Aquaporin 은 네 개의 주요 homologous subfamiliy 로 분류될 수 있는데, Plasma membrane intrinsic Protein(PIP) 와 Tonoplast Intrinsic Protein(TIP) 와 Nodulin-26 like Intrinsic Protein(NIP) 와 Small basic Intrinsic Protein(SIP) 가 바로 그것이다.

 

그리고 이 네 가지의 subfamiliy 들은 다시 자신들이 지닌 DNA 서열의 특정성과 밀접하게 관련을 맺는 subgroup 들을 지니고 있다. PIP 는 PIP1 와 PIP2 라는 subgroup 을 지니고 잇고, TIP 은 5가지 subgroup 을 지니고 있다. (TIP1 ,TIP2 ,TIP3 ,TIP4 ,TIP5). 그리고 각 subgroup 은 다시 PIP 1;1 , PIP 1;2 와 같이 isoform 으로 나뉠 수 있다.

 

 

 

 

7. 식물 내에서의 Aquaporin 의 gating

 

 

 

Aquaporin 의 gating(출입 통제) 는 단백질의 구멍을 통해 물이 출입하는 걸 막기 위해 시행된다. 이것은 많은 이유 때문에 시행될 수도 있다. 즉 plant 는 가뭄 때문에 cellular water 를 적은 양 포함할 수도 있다. Aquaporin 의 gating 은 gating mechanism 과 aquaporin 사이의 상호작용에 의해 시행되는데 여기서 Aquaporin 은 구멍을 막아 물의 출입을 막기 위해서 단백질 내에서 3D change 를 일으킨다.

 

Plant 내에서는 최소 2가지 형태의 Aquaporin gating 이 발견되었는데, 첫번 째 형태는 특정 serine residue 의 dephosphorylation 에 의한 gating 인데 여기서 serine residue 들은 drought 와 관련되어 있다. 그리고 두 번째 형태는 flooding 에 반응하여서 특정 histidine residue 의 protonation 에 의한 gating 이다. 그리고 Aquaporin 의 phosphorylation 은 온도에 따라 반응하는 plant 의 개폐와 밀접한 관련이 있다.

 

 

 

8. PIPs

Plasma membrane intrinsic protein 은 이름처럼 plant cell 의 plasma membrane 에서 발견된다. 좀 전에도 살펴 봤지만 PIP 에는 두 가지 subgroup 이 있는데 그게 바로 PIP1 과 PIP2 다. 이렇게 구분을 짓게 해 주는 기준은 바로 이들의 ‘펩티드 서열 차이’ 인데 , PIP1 은 흔히 PIP2 보다 더 낮은 water channel activity 를 지닌다. 왜 그러한 지는 아직 밝혀지지 않은 영역이다. 그러나 PIP1 의 Water channel activity 도 PIP2 와 같이 tetramer 형태로 존재하면 증가하는 것으로 예상되고 있다.

 

 

9. Aquaporins 과 질병

 

Aquaporin 에 돌연변이가 생겨서 초래되는 질병 중 명확히 알려진 두 가지 예가 있다. 일단 AQP2 유전자에 이상이 생기면 유전이 가능한 nephrogenic 요붕증(diabetes insipidus)이 발생한다. 그리고 mice homozygote 에서 AQP0 유전자를 돌연변이 시키면 cogenital cataracts 가 발병한다. 소수의 사람들에게서 심각한 수준의 AQP1 결핍 또는, AQP1 의 완전한 결핍이 발견되어졌다. 흥미로운 것은 이들이 대부분 건강하다는 것이다. 그러나 오줌내에 용질을 농축시킨다거나 마실 물이 부족할 때 물을 저장하는 능력에 문제가 생겼다.

 

AQP1 이 제거된 쥐는 또한 countercurrent multiplication(역 증식) 에 의해 신장 수질 내에 용질을 농축시키는 능력이 결핍되어 수분 저장에 있어서 결함을 보이게 된다. 유전적으로 결정되는 nephrogenic diabetes insipidus 에 미치는 영향 뿐만 아니라 Aquaporin 은 후천성으로 얻게 된 nephrogenic diabetes insipidus 에 있어서도 중요한 영향을 미친다. 이 병은 위에서도 언급했지만, 오줌의 생산량이 과다하게 증가하는 disorder 다. 좀 더 자세히 살펴 보자면 후천성 nephrogenic diabetes insipidus 는 lithium salts 의 주입으로 인해 AQP2 의 조절이 약화되어서 발생한다. 또한 혈액 내의 낮은 potassium 농도(hypokalemia)에 의해서라던지 , 혈액 내의 높은 calcium 농도(hypercalcemia) 에 의해서나 또는 일반적인 요구량보다 훨씬 많은 양의 물을 만성적으로 섭취해도 발생할 수 있다.

 

4. Aquaporin 이 사용되는 응용 분야

 

 

 

Aquaporin 을 가장 잘 이용하고 있는 대표적인 응용 분야를 소개하자면 그건 바로

 

“No needle Mesotherapy” 영역일 것이다. 엄격한 의미의 Mesotherapy 는 “주사 놓는 방법의 일종” 인데, 즉 Mesotherapy 는 피부에 조금씩 , 여러 번에 걸쳐 주사를 놓는 방식을 통틀어 일컫는 말이다. 즉 , 주사량도 다른 주사제에 비해 상대적으로 적은 양이고, 주사를 놓는 부위는 피부에 국한되며, 한번에 주사하는 것이 아니라 계속 반복하여 주사 놓는 것을 말하는 것이다. 이 시술법은 주로 통증치료에 쓰이는 것이지만, 요즘은 미용목적(얼굴의 주름, 대머리, 국소비만 및 cellulite3 등) 으로 그 영역이 확대대는 중이다. 이렇듯 미용 분야에 있어서 Aqauaporin 의 원리를 최대한 활용한 장비가 있으니 그것이 바로 Dermawave 라는 장비이다.

 

이 장비는 세포막에 있는 수분과 소금의 이동통로인 Aquaporin water channel 을 통해 물질을 주입하는 최초의 transdermal delivery method 다. (이러한 method 를 Aquaphoresis 라고 부른다.)이 장비는 세계적으로 많은 의과 대학, MIT 에서 이용되고 있으며, 그 원리를 알아본다면 Dermawave 는 685nm 와 830nm Diode Laser 와 3가지의 Electrical waveforms 를 조합시켜 주사바늘을 이용하지 않고 지방분해 약물이나 피부 재생에 도움이 되는 약물을 원하는 피부의 피하지방층, 즉 신체의 부분비만 치료부위나 얼굴 부위에 통증 없이 투여갸 가능한 최신의 무통증, 무혈, 무마취, 무수술이 가능한 no needle mesotherapy 이다. 전달되는 혈액을 원활하게 하고, 피부 세포에 영양소와 산소 전달을 강화하여 콜라겐을 증진시켜 준다.

 

여기서 685nm 는 Cellular Energy , 미토콘드리아 자극 , ATP condition 증가 , 피부의 얕은 곳에 영향 을 미치는 등의 작용을 하고, 830 nm 는 약물 주입 전 신체의 heating 작용 , 세포의 투과율 증가(각종 노폐물 배출에 효과적) , 피부의 깊은 곳까지 영향을 미치는 작용을 한다.

 

이러한 시술의 장점을 꼽아 본다면 일단 일반적인 주사 바늘을 이용해 피부에 많은 구멍을 낸다면 , 통증이 생기고 주사에 대한 공포감이 유발되며 , 멍 자국이 생기고, 병원균의 침입에 의한 감염이 생길 수 있고, 지방 제거 수술을 하는 중이라면 요요 현상도 생길 수 있지만, 이러한 Dermawave 를 이용하면 Aquaphoresis 방식으로 물질을 전달하기 때문에 주사 바늘 없이 유요한 약물 성분의 90% 정도를 침투시킬 수가 있다.

 

이러한 Dermawave 기법이 활용될 수 있는 분야는 크게 피부 회복(Skin Rejuvenation) 과 Cellulite Treatment, 그리고 Circulation Treatment 가 있다. 피부 회복과 관련된 구체적인 분야는 Acne 치료 , Dark Circle 제거 , Pigmentation 등을 치료할 때 쓰이고 , Cellulite Treatment 에는 엉덩이 , 허벅지 , 뱃살 , 넓적다리 등의 국부 지방을 감소시키는 치료와 이중턱 제거 , 얼굴&목 치료 등이 있다. 마지막으로 Circulation Treatment 에는 부종 감소 , 혈액순환 촉진 , 림프순환 촉진 등의 효과가 뒤따른다. 이와 같이 Aquaporin 에 대한 발견 하나로 인해 일상 생활 속에서 수 많은 응용이 가능케 되었으며, 이로 인해 삶의 질을 향상시키는 결과를 가져왔다.

 

 

III. 결론

 

Aquaporin 의 발견으로 인해, 앞으로의 Aquaporin 연구가 세상에 미칠 놀라운 파급 효과

 

들을 기대해 보는 시간이었다. 앞에서 “응용” 에 대한 이야기를 해 봤듯이, Aquaporin 의 발견이 일상 생활 속에 가져온 이득은 상당했다. 하지만 학자들은 여기서 만족하지 않고,이에 대한 후속 연구를 다양하게 시도하고 있는데, 가령 Aquaporin 의 기능을 인위적으로 차단하거나 조절하는 방법을 알아내고 있는 것 등이 그 예일 것이다. 이 Aquaporin 은 신장과 적혈구 , 각막, 뇌 등 인체의 여러 곳에 존재하기 때문에 만약 신장에 위치한 Aquaporin 유전자에 돌연변이가 생기면 제 기능을 못해 신장 기능에 이상이 생기게 될 것이다. 하지만 이 원리를 치료를 위해 “역 이용” 해 본다면 가령 뇌에 물이 차는 뇌수종의 경우 Aquaporin 유전자를 조절하면 치료가 가능하다는 결론이 나온다.

 

이러한 다양한 시도와 연구로 인해 ‘Aquaporin 에 문제가 생겨 발생하는 질병’을 치료하는데 유용하게 쓰일 수 있는 신약 물질 개발이 속히 개발되었으면 하는 바람이다. 또한 Aquaporin 으로 Novel prize 를 수상했던 Peter Agre 박사님의 일화가 상당한 깨달음을 주기도 했는데, 이 Agre 교수님은 “적혈구를 연구하다 우연히 나무에서 발견한 단백질과 비슷한 단백질을 세포 막 내에서 발견하고 집중 연구한 끝에 Aquaporin 을 발견하게 되었다” 라는 일화를 한국에 와서 소개해 주셨었다. 늘 보던 나무 , 그리고 준비된 때가 아닌 ‘우연한’ 때에 얻게 된 깨달음. 이러한 사연을 통해 얻게 된 놀라운 발견은 결코 가벼운 과정이 아니었을 것이다.

 

 

이 박사님이 걸어온 땀과 눈물의 시간들을 잠시 생각해 봤다. 이렇 듯, 과학자의 길을 걷을 때에는 내가 어느 위치에 있고, 무엇을 보고 있으며, 무슨 생각을 하는 지에 상관 없이 늘 흔들리지 않는 목표를 지니고, 그 푯대를 향해 달려가야 하는 분명한 의식이 있어야 함을 알게 되었다. 그 동안 배우고, 느끼고, 생각하고, 봤던 모든 것들을 하나로 연결시켜 어떤 상황에서도 유용하게 이용할 수 있는 창의적인 사람 , 진취적인 자세로 현상을 대하고, 해결되지 않은 문제를 하나하나 밝혀나가는 자세, 그리고 끊임없는 노력. 이런 것들이 뒷받침 되었기 때문에 Agre 박사님은 1.일상적 소재, 2.우연한 시기 , 3.집중적인 연구라는 단 3가지 요소만으로 Novel Prize 라는 명예를 누리게 되었던 것이라 생각한다.

 

이것이 어쩌면 이 Aquaporin 공부를 통해 얻게 된 가장 큰 성과일 것이라 생각된다. Biomembrane 에 대한 공부를 하다가 이 Aquaporin 이라는 protein 에 관심을 가지게 되었고, Aquaporin 에 대한 전반적인 개념과, 배경 등을 알아가는 것도 참 귀한 시간이었지만, 가장 큰 성과는 바로 이 작은 protein 을 통해 궁극적으로 얻게 된 “삶의 깨달음”이 아니었을까 생각해 본다.

 

 

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1 하루 30리터 이상의 소변을 보게 되는 병으로써 끊임없이 갈증을 느끼게 된다. 여러 가지 이유가 있겠지만 ADH의 불충분한 분비, ADH수용기를 코드한 2개의 돌연변이 유전자의 유전, 아쿠아포린을 코드하는 2개의 돌연변이 유전자의 유전으로 요붕증이 생긴다.

 

2 양성자의 매우 빠른 원거리 이동에 영향을 미치는 현상으로써, 실제 확산보다 훨씬 빠르고, Na+ 나 K+ 같은 다른 일가 양이온과 비교하여 수소 이온이 매우 빠르게 이동할 수 있는 이유가 되어주는 현상이기도 하다

3 지방조직과 결합조직이 뭉처서 살이 뭉쳐져있는 상태의 통상적인(비의학적인) 용어.

의학적으로는 여러가지로 불리울수 있겠지만, gynoid lipodystrophy(GLD)라고 부르는 것이 일반적이다