같은 양의 당분을 섭취했는데도 불구하고 어떤 사람은 날씬하고, 어떤 사람은 살이 쪄 비만과 당뇨병을 고민하는 사례를 자주 볼 수 있다. 왜 그럴까?

이 궁금증을 유전학자들이 밝혀내고 있다. 21일 과학기술 전문 포털사이트 ‘ 유렉알러트(EurekAlert)’에 따르면 그동안 미국 보스톤 브리검 여성병원 연구진은 ‘SGLT1’이란 이름의 유전자 안에서 돌연변이가 발생하면서 본래의 기능이 상실되는 과정을 관찰해왔다.

‘SGLT1’  유전자 안에서 돌연변이가 발생하면 장 내에서 ‘포도당-갈락토오스 흡수장애(glucose-galactose malabsorption)’가 생겨 신생아들이 사망에 이르게 된다. 연구진은 이 과정을 관찰하다가 새로운 사실을 발견했다.

‘SGLT1’ 돌연변이로 당뇨 발생 감소

연구진이 발견한 사실은 ‘SGLT1’ 유전자 안의 돌연변이로 인해 사람의 신체 내에서 불공평한 대사활동이 전개되고 있다는 것. 이는 같은 당분을 섭취하더라도 돌연변이가 발생한 사람은 살이 찌거나 당뇨병에 걸리지 않고 건강할 수 있다는 것을 의미한다.

연구진은 또한 ‘SGLT1’이라 명명된 이 변종 유전자가 신생아에게 ‘포도당-갈락토오스 흡수장애’를 일으키지만, 일반인의 장 안에서는 당분 섭취를 줄여 비만과 당뇨병,  심부전증 등의 발병을 막고 있다는 사실을 발견했다.

논문 수석 저자인 브리검 여성병원 심혈관진료부의 사라 세이들만(Sara Seidelmann) 박사는 “이전까지 학회에 보고되지 않은 변종 유전자 ‘SGLT1’ 안에 당분과 관련된 질병의 비밀이 들어 있었다”고 말했다.

관련 논문은 미국 심장학회지(Journal of the American College of Cardiology) 최근호에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Genetic Variants in SGLT1, Glucose Tolerance, and Cardiometabolic Risk’이다.

유전자 안에서 돌연변이가 일어나면 ‘로스 오브 펑션(Loss-of-function)’이라는 기능 저하 현상이 발생하면서 기존에 있었던 기능이 저하되거나 사라진다. 반대로 어떤 유전자 부위를 억제하던 억제 요인이 사라지면서 이전에 볼 수 없었던 새로운 기능이 출현한다.

‘SGLT1’의 ‘포도당-갈락토오스 흡수장애’, 일반인의 당분 섭취 억제 현상이 그 같은 경우다. 세이들만 박사는 “그럼에도 그동안 학계에서 이 같은 돌연변이 현상이 보고되지 않고 있었다”고 말하며 “‘SGLT1’ 유전자 안에서의 돌연변이 현상을 분석해 비만, 당뇨, 심부전증 등의 질병 치료에 활용할 수 있다”고 새로운 치료제 개발의 가능성을 시사했다.

미국인의 돌연변이 확률 7.5~13%

사람이 탄수화물을 섭취하게 되면 장을 통해 잘게 쪼개져 신체 조직에 흡수된다. 이 과정에서  나트륨과 포도당을 실어 나르는 ‘SGLT1(sodium/glucose co-transporter-1)’ 유전자로 조합된 단백질이 중요한 역할을 하게 된다.

‘SGLT1’ 활동이 활발할수록 나트륨과 당분 섭취가 늘어난다. 같은 음식을 먹더라도 비만이 쉽게 나타나는 사람들은 이 ‘SGLT1’ 활동이 활발한 사람이라고 보면 된다.

‘SGLT1’의 동료인 ‘SGLT2’는 콩팥에서 당분을 흡수하는 일을 맡고 있다. 때문에 세계적으로 많은 당뇨병 환자들이 치료제로 개발된 ‘SGLT2 억제제’를 복용하며 혈당량을 낮추고 있는 중이다.

‘SGLT2’와 달리 ‘SGLT1’는 당분 섭취에 있어 근원적인 일을 하고 있다. 많은 탄수화물을 섭취하더라도 ‘SGLT1’ 기능을 억제할 경우 나트륨과 당분 섭취를 억제할 수 있다.

브리검 여성병원 연구진은 이번 연구를 통해 ‘SGLT1’ 유전자에 돌연변이가 발생하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 신생아에게는 당분과 나트륨 흡수장애를 일으켜 죽음에 이르게 하지만, 또 다른 경우에는 비만을 막는 요인이 되고 있다는 것.

연구 결과에 따르면 어떤 신생아의 경우 ‘SGLT1’의 급작스러운 돌연변이로 인해 대사작용에 심각한 장애가 발생하지만, 또 다른 신생아의 경우 점차적으로 돌연변이 기능을 늘려가면서 비만을 극복하는 체질로 변모해가고 있는 것으로 나타났다.

이번 연구를 위해 연구진은 1987년부터 수집 중인 ‘지역사회 동맥경화 위험 연구(ARIC)’ 데이터 중 5687명의 참가자를 모집해 그들의 유전자를 분석했다.

참가자들은 또 연구를 돕기 위해 관련 실험을 받기도 했다. 당분 등이 들어간 다양한 음식과 음료를 섭취한 뒤 두 시간 후에 신체 내에서 어느 정도의 당분 흡수가 일어나는지 살펴보는 실험이다.

연구진은 이같은 참여가 ‘SGLT1’ 유전자 활동을 측정하는데 큰 도움을 주었다고 밝히며  분석값을 발표했다.

그 결과 미국에 살고 있는 유럽계 미국인의 경우 ‘SGLT1’ 유전자에 돌연변이가 발생한 경우가 13%인 반면, 아프리카계 미국인은 7.5%에 머물러 인종에 따라 큰 차이가 있는 것으로 나타났다.

연구에 참여한 스콧 솔로몬(Scott Solomon) 박사는 “이번 연구 결과가 일반인들에게는 당분 섭취량에 대한 지혜를, 당뇨‧비만‧심부전증 환자들에게는 새로운 치료법 개발의 가능성을 제시하고 있다”고 말했다.

연구진은 특히 ‘SGLT1’의 활동을 막는 억제제 개발에 기대를 걸고 있는 중이다. 솔로몬 박사는 “새로운 치료제 개발로 당뇨합병증으로 고통 받고 있는 환자들을 치료할 수 있는 길이 열릴 것”으로 내다봤다.