국내 연구진이 신경세포 간의 신호 전달 과정을 분석하는 방법을 개발했다. 신경전달 과정에 대한 이해도를 높이고 보톡스 같은 신경전달 관여 물질 발굴에 활용될 것으로 기대된다.
전영수 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 교수팀은 효모를 이용한 ‘시냅스소낭 막융합’ 분석 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다.
시냅스소낭 막융합이란 신경세포 속 신경전달물질을 담고 있는 ‘시냅스소낭’이 다른 신경세포 막과 융합하는 과정이다. 신경전달 핵심으로 꼽힌다. 분석 시 신경세포 생체막을 직접 이용하면 비용이 많이 들고, 인공물질인 합성리포좀을 이용하면 재현성이 떨어지는 문제가 있었다.
연구진은 효모를 이용해 새로운 관찰 모델을 개발했다. 우선 세포 내 물질 이동을 조절하는 ‘스네어 단백질’ 유전자를 가진 효모를 만들었다. 효모에서 사람 세포의 리소좀에 해당하는 액포를 분리, 인체 반응을 모방한 막융합을 유도하자 같은 과정이 일어났다.
이 방식을 이용하면 신경전달 과정을 고비용·저효율·대용량으로 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 우선 하나의 효모 균주에서 동일한 액포를 정제할 수 있어 재현성 문제가 해결된다.
효모 특성상 대량 배양이 유리해 보톡스 대체물 발굴 등 대규모 연구에도 이용할 수 있다. 보톡스는 신경전달을 억제하는 물질로, 효능 개선·대체물 개발에는 시냅스소낭 막융합에 대한 연구가 필수적이다. 연구진은 대용량 분석 포맷을 확립하기 위한 최적화 연구를 남은 과제로 제시했다.
전 교수는 “인간 시냅스소낭 막융합 특성을 그대로 보여준다”며 “보톡스의 효능 개선, 대체물 개발 등 다양한 연구에 기여할 것”이라고 밝혔다.
연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 선도연구센터지원사업, GIST 바이오광학영상센터연구사업 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 미국국립학술회원보(PNAS) 5월 12일자 온라인판에 실렸다.
송준영기자 songjy@etnews.com
