국내 연구진이 퇴행성 뇌질환이나 다양한 정신질환의 원인을 밝혀낼 단서를 찾았다.
대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)은 고재원 뇌·인지과학전공 교수 연구팀이 뇌 시냅스 발달을 매개하는 시냅스 접착단백질 간의 핵심 신호전달 경로를 발견했다고 21일 밝혔다.
뇌는 수많은 신경세포로 이루어져 있다. 한 개의 신경세포는 수천개 다른 신경세포들과 연결돼 다양한 신경회로를 형성한다. 이를 통해 정상적인 학습, 기억 등 기능을 담당한다.
이러한 신경세포 간 연결부위 역할을 하는 시냅스는 전 시냅스와 후 시냅스로 구성돼 있는데, 전 시냅스에서 신경전달물질을 내보내면 후 시냅스 신경전달물질 수용체가 감지해 뇌 기능이 작동한다.
이때 시냅스 형성 과정을 매개하는 중요한 인자가 바로 시냅스 접착 단백질이다. 시냅스 접착 단백질의 기능에 이상이 생기면 신경회로 연결에 문제가 생기고 뇌 질환이 일어난다. 이 때문에 시냅스 접착 단백질 기능을 완벽히 밝혀내면 뇌 질환 치료에 큰 도움이 될 수 있다.
연구팀은 전 시냅스의 여러 접착단백질 중 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질이 상호작용하면서 시냅스를 형성함을 최초로 발견했다. 또 이러한 상호작용은 동물세포 내 다당류 '헤파란 설페이트'에 의해 정교하게 조절되고 있음을 확인했다.
고재원 교수는 “시냅스 접착단백질 PTP시그마와 뉴렉신으로 구성된 복합체가 다양한 전 시냅스 및 후 시냅스 단백질들과 협업하는 복잡한 신호전달 경로를 밝힌 것”라며 “지속적인 심화연구를 통해 시냅스 발달을 매개하는 보편적 분자원리를 확립하겠다”고 밝혔다.
이번 연구는 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 지원하는 보건의료인재양성지원사업으로 수행됐으며, 뇌〃인지과학전공 한경아 연구교수가 제1저자로 참여했다. 아울러 뇌신경과학 분야 저명 국제학술지 '저널 오브 뉴로사이언스'에 온라인 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
