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뇌 신경망을 형성하고 잘 유지되도록 하는 생체 내 메커니즘이 규명됐다. 자폐증과 루게릭병 등의 원인 규명과 새 치료법 개발 가능성을 높였다는 평가다.
연세대학교 의과대학 정호성 교수팀(해부학)은 해외 연구진과 함께 뇌신경망 말단의 유전자 자체 발현을 통한 뇌신경망 형성 및 유지 기전을 세계 최초로 발견했다고 20일 밝혔다.
정호성 교수팀은 영국 캠브리지대 크리스틴 홀트(Christine Holt) 교수팀과 함께 ‘마우스 모델에서 축삭’ 말단 내 국소적 번역(translation)을 통한 신경망 형성 및 유지 기전에 대한 연구를 진행했다.
전기회로에서 전선을 통해 정보가 전달되듯 신경세포는 긴 축삭을 통해 다른 세포에 정보를 전달하는데, 뇌가 정상 기능을 수행하려면 뇌의 발생 과정에서 축삭의 말단이 정확하게 연결을 맺고, 평생 유지되는 게 중요하다.
최근까지 뇌신경망의 형성 및 유지를 위해 필요한 단백질은 모두 세포체에서 합성된 후 축삭으로 수송된다고 알고 있었으나 이번 연구를 통해 축삭이 자체적으로 말단에 저장된 RNA를 번역해 단백질을 합성할 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
이번 연구에서는 축삭말단에서 번역되는 RNA만을 표지·분리할 수 있는 축삭트랩(축삭에서 번역되는 전령RNA를 분리해 염기서열을 분석하는 기술)을 개발해 국소적으로 합성되는 단백질의 정보를 분석했다.
그 결과 발생과정 중에는 시냅스(synapse, 신경세포간의 연결) 형성을 조절하는 단백질들이 합성되며, 발생이 끝난 성체의 축삭에서는 시냅스의 기능 유지와 축삭 생존에 필요한 단백질들이 합성됐다.
연구를 주도한 정호성 교수는 “지금까지 왜 사람에게 RNA조절인자에 돌연변이가 생겼을 경우 자폐증과 같은 신경발달장애나 루게릭병과 같은 퇴행성질환이 유도되는지 알 수 없었지만 이번 연구를 통해 그 원인을 새로운 각도에서 바라볼 수 있을 것으로 기대한다”고 의의를 밝혔다.
이번 연구는 미래창조과학부의 바이오·의료기술개발사업, 뇌과학원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며 연구결과는 오는 6월 30일자 셀(Cell, IF: 32.242) 지에 게재된다. |
