발병 원인이 밝혀지지 않은 치매 등 뇌질환과 관련된 뇌신경세포 신호전달과정을 국내 연구진이 밝혀냈다.
교육과학기술부는 포스텍(POSTECH) 이남기 교수<사진 좌>와 미국 아이오와주립대 신연균 교수(KIST 겸임연구원)이 공동 연구로 뇌에서 신경전달물질이 어떤 경로를 거쳐 전달되는지 단계별로 정확히 측정했다고 21일 밝혔다.
사람의 뇌와 같은 신경기관은 뉴런(뇌신경세포)이라고 하는 수많은 단위체들의 연결로 이루어져 기억, 인지, 운동 등의 기능을 수행한다. 뉴런이 이러한 기능을 수행하기 위해서는 다른 신경세포와의 교감이 필요한데, 이 때 사용하는 방법이 '신경전달물질'이라는 화학물질을 분비하는 것이다. 이들의 소통은 세로토닌ㆍ도파민ㆍ엔도르핀ㆍ옥시토신 등과 같은 신경전달물질을 통해 이뤄진다.
지금까지는 이런 신경전달물질이 뇌신경세포에 어떻게 전달되는지 명확하게 밝혀지지 않았는데 국내 연구진에 의해 레이저를 이용한 현미경으로 단일분자를 관측하는 방법으로 이 과정을 규명하는 데 성공했다.
연구결과에 따르면, 뉴런의 신경전달과정인 세포막융합에서 생체막 단백질(시냅토태그민)이 비슷한 작용을 하는 다른 단백질에 비해 융합속도를 약 1,00배 이상 빠르게 한다는 사실을 밝혔다. 신경세포전달은 뉴런이 정상적으로 기능을 수행하는 데 필수적인 과정으로 '세포막 융합'이라는 독특한 방법을 이용한다. 시냅토태그민은 바로 이 세포막융합을 조절하는 스위치 역할을 한다.
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뉴런의 신경전달물질 전달 과정이 명확히 밝혀지면서 이 과정에 문제가 생겨 나타나는 것으로 추정하는 치매 등 뇌질환의 발병 원인에도 관심이 모아지고 있다.
이 교수는 "특정 단백질이 신경전달 과정을 방해해 치매를 유발시키는 것으로 확인했다"며 "추가 연구를 통해 치매의 발병원인을 밝히겠다"라고 말했다.
이번 연구성과는 분자생물학 분야의 권위 있는 학술지인 '유럽과학지(EMPO Journal)' 온라인판에 소개됐다.
글·사진. 전은경 객원기자 hspmaker@brainworld.com