뇌신경망 말단 유전자 자체발현 메커니즘 규명

• 뇌신경발달장애 및 퇴행성질환 연구에 기여할 것으로 기대

연세대 의과대학 정호성 교수팀(해부학)이 해외 연구진과 함께 뇌신경망 말단의 유전자 자체발현을 통한 뇌신경망 형성 및 유지 기전을 세계 최초로 발견했다고 밝혔다.

정호성 교수팀과 영국 캠브리지대 크리스틴 홀트(Christine Holt) 교수 연구팀은 '마우스 모델에서 축삭 말단 내 국소적 번역을 통한 신경망 형성 및 유지 기전에 대한 연구결과'를 생명과학분야의 권위 있는 학술지인 셀(Cell, IF: 32.242) 지 6월 30일자에 게재할 예정이다.

전기회로에서 전선을 통해 정보가 전달되듯 신경세포는 긴 축삭을 통해 다른 세포에 정보를 전달하는데, 뇌가 정상적으로 기능을 수행하려면 뇌의 발생 과정에서 축삭의 말단이 정확하게 연결을 맺고 한 번 맺은 연결이 평생 유지되는 것이 중요하다.

최근까지 뇌신경망의 형성 및 유지를 위해 필요한 단백질은 모두 세포체*에서 합성된 후 축삭으로 수송된다고 생각되었으나, 이번 연구를 통해 축삭이 자체적으로 말단에 저장된 RNA를 번역해 단백질을 합성할 수 있다는 사실을 밝혔다.

이번 연구에서는 축삭말단에서 번역되는 RNA만을 표지·분리할 수 있는 축삭트랩이라는 기술을 개발, 국소적으로 합성되는 단백질의 정보를 분석했다.

분석 결과, 발생과정 중에는 시냅스(synapse: 신경세포간의 연결)형성을 조절하는 단백질들이 합성되며, 발생이 끝난 성체의 축삭에서는 시냅스의 기능 유지와 축삭 생존에 필요한 단백질들이 합성됨을 밝혔다.

이번 연구는 미래창조과학부의 바이오·의료기술개발사업(국가마우스표현형분석사업/단장 서울대 성제경 교수), 뇌과학원천기술개발사업(뇌발달장애 진단 및 조절기술 개발/단장 고려대 선웅 교수)의 지원을 받아 수행되었다.

정호성 교수는 "지금까지 왜 사람에게 RNA조절인자에 돌연변이가 생겼을 경우 자폐증과 같은 신경발달장애나 루게릭병같은 퇴행성질환이 유도되는지 알 수 없었다"며 "이번 연구를 통해 그 원인을 새로운 각도에서 바라볼 수도 있을 것으로 기대한다"고 의의를 밝혔다.