【브레이크뉴스 대구】이성현 기자=DGIST(총장 이건우) 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단(센터장 고재원 교수)은 영유아기에 발생하는 희귀 난치성 뇌질환인 발달성·뇌전증성 뇌병증(DEE)의 새로운 원인 유전자 ‘MDGA2’를 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

▲ 상단 그림은 MDGA2 변이의 상염색체 열성 유전 양식과 주요 임상 증상 (발작, 이형성증, 발달 지연), 그리고 확인된 다양한 기능 소실(LOF) 변이들을 보여준다. 하단 그림은 흥분성 시냅스에서의 발병 기전을 나타낸다. 정상적인 MDGA2는 Nlgn1에 결합하여 Nrxn과의 상호작용을 적절히 조절하지만, MDGA2 변이로 인해 단백질이 결핍되면 이러한 조절 기전이 상실되어 과도한 시냅스 연결 또는 기능 이상을 초래하고, 이는 결국 뇌전증성 뇌병증으로 이어진다.  © 이성현 기자

발달성·뇌전증성 뇌병증은 유전적 결함 등으로 인해 뇌 발달 과정에 문제가 생기면서 조절되지 않는 발작과 심각한 발달 지연을 동반하는 치명적인 질환이다. 기존에도 다수의 원인 유전자가 보고됐으나, 여전히 상당수 환자들은 정확한 원인을 찾지 못해 치료와 유전 상담에 어려움을 겪어 왔다.

연구단은 국제 공동연구팀과 함께 중동과 동남아시아 출신 6개 가계, 환자 8명의 유전자를 분석한 결과, MDGA2 유전자의 기능 상실 돌연변이가 질환의 직접적인 원인임을 확인했다. 해당 환자들은 공통적으로 심각한 발달 지연과 조기 발병 난치성 발작, 진행성 뇌 위축을 보였으며, 일부는 영유아기에 사망할 정도로 매우 중증의 임상 경과를 나타냈다.

MDGA2 단백질은 뇌 신경세포 표면에 존재하며, 흥분성 시냅스가 과도하게 형성되는 것을 억제하는 ‘브레이크’ 역할을 한다. 그러나 유전자 이상으로 이 기능이 상실되면 신경세포의 과흥분 상태가 지속되고, 신경회로의 균형이 무너지면서 심각한 발작과 신경발달 장애가 발생하게 된다. 연구진은 이를 “자동차의 브레이크가 고장 나 폭주하는 것과 같은 원리”라고 설명했다.

이번 연구는 발달성·뇌전증성 뇌병증의 유전적 원인 스펙트럼을 확장했을 뿐 아니라, 질환 발생의 분자적 기전을 구체적으로 규명했다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 특히 MDGA2 기능 조절이나 뇌의 과도한 흥분 신호를 억제하는 새로운 치료 전략 가능성을 제시했으며, 일부 환자에서는 케톤 생성 식이요법을 통해 발작이 부분적으로 조절되는 효과도 관찰됐다.

고재원 교수는 “이번 연구는 원인을 알 수 없어 고통받던 환자와 가족들에게 정확한 진단의 실마리를 제공했다”며 “앞으로 MDGA2를 표적으로 한 근본적인 치료법 개발을 목표로 후속 연구를 이어가겠다”고 말했다.

한편 이번 연구에는 DGIST 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단 소속 김현호 박사후연수연구원과 장규빈 전(前) 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)을 비롯해 이집트, 사우디아라비아, 쿠웨이트, 파키스탄, 독일, 미국 등 다수 국가의 연구진이 공동 참여했다. 연구 성과는 유전학 분야 최고 권위 학술지인 ‘American Journal of Human Genetics’에 2026년 1월 21일자 온라인판으로 게재됐다.

<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>

DGIST Identifies MDGA2, a New Gene Causing a Rare, Intractable Pediatric Brain Disease

The DGIST (President Lee Kun-woo) Department of Brain Science and the Synaptic Diversity and Specificity Regulation Research Group (Director Professor Ko Jae-won) announced the world's first identification of MDGA2, a new gene causing developmental epileptic encephalopathy (DEE), a rare, intractable brain disease that occurs in infants and young children.

Developmental epileptic encephalopathy is a fatal disease characterized by uncontrolled seizures and severe developmental delays due to genetic defects that disrupt brain development. While numerous causative genes have been previously reported, many patients remain unable to identify the exact cause, making treatment and genetic counseling difficult.

The research team, in collaboration with an international research team, analyzed the genes of eight patients from six families of Middle Eastern and Southeast Asian descent. The results confirmed that a loss-of-function mutation in the MDGA2 gene directly causes the disease. These patients commonly exhibited severe developmental delay, early-onset intractable seizures, and progressive brain atrophy. Some presented with extremely severe clinical outcomes, even leading to death in infancy.

The MDGA2 protein, present on the surface of brain neurons, acts as a "brake" to prevent excessive formation of excitatory synapses. However, when this function is lost due to genetic abnormalities, neuronal hyperexcitation persists, disrupting the balance of neural circuits and resulting in severe seizures and neurodevelopmental disorders. The researchers described this phenomenon as "akin to a car's brakes failing and causing it to run wild."

This study is significant not only for expanding the genetic spectrum of developmental and epileptic encephalopathy but also for elucidating the molecular mechanisms underlying the disease. Notably, it suggests the possibility of novel therapeutic strategies targeting MDGA2 regulation or suppressing excessive brain excitatory signals. In some patients, a ketogenic diet has also been shown to partially control seizures.

Professor Ko Jae-won stated, "This study has provided a clue to an accurate diagnosis for patients and their families suffering from an unknown cause. We will continue follow-up research with the goal of developing a fundamental treatment targeting MDGA2."

Meanwhile, this study was co-first authored by Postdoctoral Researcher Hyunho Kim and former Researcher Gyubin Jang from the DGIST Department of Brain Science's Synaptic Diversity and Specificity Regulation Research Group. Researchers from numerous countries, including University College London (UCL) in the UK, Egypt, Saudi Arabia, Kuwait, Pakistan, Germany, and the United States, also participated. The results of this study were published online on January 21, 2026, in the American Journal of Human Genetics, a leading academic journal in the field of genetics.