연구성과

POSTECH 연구팀, 정상적 신경신호 전달 가능 메커니즘 풀어 (2012.12.26)

2013-01-14630

“지난 크리스마스의 추억”, ‘뉴로리긴’과 ‘글루탐산’이 좌우한다
POSTECH 연구팀, 정상적 신경신호 전달 가능 메커니즘 풀어

우리 뇌는 과연 어떤 작용을 통해 ‘즐거운 혹은 괴로운 추억’을 기억하는 것일까? 지금까지 베일에 싸여 있던 이 질문에 POSTECH-스위스 바젤대학 공동연구팀은 ‘뉴로리긴’과 ‘NMDA타입 글루탐산 수용체’*1가 바로 그 해답을 가지고 있다는 연구결과를 내놨다. 

POSTECH 생명과학과 김정훈 교수․권오빈 박사, 스위스 바젤대학 공동연구팀은 신경 세포간의 연결부위 형성에 중요한 역할을 담당하며 자폐증 등 신경질환의 발병 원인으로도 알려져 있는 뉴로리긴(Neuroligin-1) 단백질이 정상적인 기억 현상을 가능하게 하는 메커니즘을 밝혀내 세계적 과학 저널인 미국국립과학원회보(PNAS) 온라인 속보 최신자를 통해 발표했다. 

김정훈 교수팀은 지난 2008년과 2010년, 뉴로리긴의 생성을 억제했을 경우 시냅스*2의 가소성(可塑性)과 동물의 기억력을 저하시킨다는 결과를 발표한 바 있지만, 뉴로리긴 단백질이 어떤 방법으로 이런 작용을 하는지에 대해서는 거의 알려지지 않았다.

연구팀은 뉴로리긴이 없는 쥐의 해마*3 신경세포에 뉴로리긴 발현을 유도하는 바이러스를 주입하면 NMAD타입 글루탐산 수용체가 활성화되는 것을 확인했다. 또한 시냅스에서 뉴로리긴과 글루탐산 수용체가 직접 결합하여 시냅스의 정상적인 신경신호 전달을 유지하도록 해 기억현상을 가능하도록 하게 한다는 사실을 최초로 밝혀냈다. 

연구를 주도한 김정훈 교수는 “이 연구 결과는 뇌 신호 전달에 이상이 생겨 일어나는 자폐증, 정신분열증, 치매 등 질환 발병에 긴밀한 연관성을 가진 것으로 알려진 NMAD 수용체의 생체 조절 기능을 최초로 규명한 연구”라며 “신경정신과 관련 질환의 원인 뿐만 아니라 완화 등 치료에도 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 

한편, 이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원하는 ‘뇌기능프런티어’ ‘선도연구센터지원’ 사업 등의 지원을 받아 수행되었다.

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1. NMDA 타입 글루탐산 수용체(N-methyl-Daspartate receptor) : 신경세포의 신경수용체로 중추신경계 신경 세포 사이의 신호 전달을 유도하고, 또한 과도하게 활성화하면 세포 사멸을 초래한다. 따라서 정상적인 기억 활동을 가능하게 하며, 또한 뇌졸중, 정신분열증, 자폐증, 치매 등에 깊은 관련이 있는 것으로 알려져 있다.

2. 시냅스(synapse) : 뉴런과 뉴런 사이를 연결하는 연결 부위. 이를 통해 신경 신호가 전달되며, 신경작용에 의해 연결강도가 역동적으로 조절된다.

3. 해마(hippocampus) : 뇌의 변연계에서 장기 기억과 공간 기억 행동을 조절한다.