정자 속 타우린 결핍, 남성 난임의 원인 (연구)

타우린을 생산하는 단백질이 결핍된 수컷 생쥐의 난임률은 정상 생쥐의 10배가 넘었다. (사진=shutterstock.com)


정자 속 타우린 성분의 결핍은 남성 난임의 원인이 될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

 

일본 쓰쿠바(筑波)대와 미국 코넬대의 최근 공동 연구 결과다. 이에 따르면 타우린의 생산과 관련 있는 단백질의 일종인 ‘시스테인 2산소화효소’ (cysteine dioxygenase, CDO)가 결핍된 수컷 생쥐는 매우 심각한 난임 증상을 보인다. 특히 CDO가 없는 수컷 생쥐가 난임일 확률은 정상적인 생쥐들의 10배 이상이나 됐다.

 

타우린은 여러 생리적 환경의 농도 변화에 맞서 정자세포가 독특한 형태를 유지하게 해주는 등 생식에서 중요한 역할을 한다. 또 정자 세포는 수정을 위해 남성(또는 수컷) 생식기를 통과할 때 타우린을 흡수함으로써 치명적인 ‘삼투압 스트레스’(osmotic stress)를 피하고 견뎌낸다. 하지만 그 메커니즘은 아직도 제대로 규명되지 않았다.

 

삼투압 스트레스란 세포를 둘러싸고 있는 용질의 농도가 급속히 변함에 따른 생리적 장애를 말한다. 연구의 교신 저자인 아사노 아츠시 쓰쿠바대 조교수는 “세포는 삼투압 환경에서 변화를 바로잡는 센서 메커니즘을 갖고 있다”고 밝혔다.

 

만약 이런 보정 센서가 없다면, 세포는 지나친 질량 변화를 겪고 세포막이 파열되거나 다른 형태학적인 문제로 이어질 수 있다. 그런데 정자 세포의 기능 측면에서 중요한 역할을 하는 센서가 있다는 사실이 이번에 새로 밝혀졌다. 그동안 생식에서 CDO와 타우린의 정확한 역할이 무엇인지는 오랫동안 논란의 대상이 돼왔다.

 

이번에 연구팀은 CDO가 없는 수컷 생쥐가 난임일 확률은 정상 생쥐의 10배나 되고, 이들 생쥐의 정자세포 내 타우린 농도가 매우 낮은 수준으로 떨어져 있다는 사실을 밝혀내는 데 성공했다.

 

또 연구팀은 정자세포가 남성 생식기를 통과할 때 타우린을 흡수한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 “성숙한 정자는 단백질을 직접 생산할 수 없기 때문에, 타우린의 흡수 과정은 수정 과정에 있는 정자에게는 중요한 생존 전략”이라고 설명했다.

 

연구팀은 타우린이 수정 과정에 매우 중요하다는 점을 확신하게 됐지만, 앞으로 타우린의 정자세포 내 역할을 정확히 규명해야 한다고 밝혔다.

 

연구팀은 특히 정자 꼬리의 비정상적인 뒤틀림 현상에 주목하고 있다. CDO가 결핍된 수컷 생쥐들의 정자 세포가 자궁 같은 환경에 있을 경우, 비정상적으로 뒤틀린 꼬리를 가질 확률이 약 2배나 되기 때문이다. 정자가 타우린 성분을 추가로 공급받았을 경우, 그런 결함이 사라졌다는 데 각별한 관심을 쏟고 있다.

 

이 내용은 유럽생화학학회지(FEBS 저널)에 발표됐다. 


김영섭 기자 edwdkim@naver.com

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