뇌신경세포 발달 돕는 단백질의 생성원리 첫 규명

【울산=최수상 기자】 국내 연구진에 의해 뇌신경세포 발달에 중요한 역할을 하는 단백질의 생성원리가 밝혀졌다.

UNIST는 26일 생명과학부의 민경태 교수팀과 POSTECH 융합생명과학부의 김경태 교수팀이 공동으로 신경세포의 발달과 시냅스(synapse) 형성에 중요한 ‘코필린(cofilin)’의 메커니즘을 처음으로 규명했다고 밝혔다.

뇌신경세포 발달에 문제가 생기면 지적장애를 비롯한 각종 뇌질환이 나타난다.

이를 예방하거나 치료하려면 뇌신경세포가 어떻게 만들어지는지 알아야 하는데, 국내 연구진이 이를 조절하는 핵심 단백질의 생성원리를 밝힌 것이다.

UNIST에 따르면 인간의 뇌 속에는 대뇌피질에만 약 100억 개의 신경세포(neuron)가 존재한다.

신경세포끼리 연결된 구조를 시냅스라고 하는데, 여기서 신호가 전달돼 정보처리와 저장이 이뤄진다. 시냅스 구조는 자극에 따라 역동적으로 조절돼 숫자나 모양이 달라진다. 이때 신경세포 끝에서 가지처럼 뻗어나가는 축삭돌기(axon)의 방향 설정이나 성장속도가 매우 중요하다.

김경태 POSTECH 교수는 “시냅스 연결이 정확하지 않으면 뇌세포 간에 신호전달이 방해될 뿐 아니라 기억과 학습 능력에도 차질이 생긴다”며 “이번 연구로 뇌 발달에 대한 근본적인 이해가 가능해져 뇌 발달장애의 예방과 치료에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

코필린은 액틴(actin)이라 불리는 미세섬유와 상호작용해 신경세포 축삭돌기의 성장 속도와 방향조절을 유도한다는 건 이미 알려졌다. 그러나 코필린 자체가 어떻게 만들어지는지 밝혀지지 않았다.

민경태 UNIST 교수는 “이번 연구는 코필린 단백질이 신속하게 합성되면서 액틴의 길이와 방향을 조절해 정확한 시냅스가 형성되도록 돕는다고 정리할 수 있다”며 “뇌신경 발달장애를 막는 핵심 단백질의 생성원리를 밝힌 것이라 향후 지적장애 유발 뇌질환 치료에 큰 역할을 할 것”이라고 기대했다.

이번 연구결과는 분자생물학 분야의 세계적 권위의 학술지인 ‘엠보 저널(The EMBO Journal)’에 게재됐다.

연구지원은 한국연구재단의 리더연구자지원사업과 뇌과학원천기술과제, 차세대바이오그린21과제를 통해 이뤄졌다.

[e-mail] 최수상 기자