뇌 시냅스 발달 매개 2개 단백질
핵심 협력 신호 전달 체계 규명
국내 연구진이 퇴행성 뇌질환이나 다양한 정신질환 등의 원인을 밝혀낼 단서를 찾았다.
대구경북과학기술원(DGIST)은 뇌·인지과학전공 고재원 교수 연구팀이 뇌 시냅스 발달을 매개하는 시냅스 접착 단백질 간의 핵심 신호전달 경로를 발견했다고 21일 밝혔다.
DGIST에 따르면 뇌는 수많은 신경세포로 이뤄져 있다. 한 개의 신경세포는 수천 개의 다른 신경세포들과 연결돼 다양한 신경회로를 형성한다. 신경세포 간 연결 부위 역할을 하는 시냅스는 전 시냅스와 후 시냅스로 구성돼 있는데, 전 시냅스에서 신경전달물질을 내보내면 후 시냅스의 신경전달물질 수용체가 감지하면서 뇌 기능이 작동한다.
이 때 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 단백질의 기능을 완벽히 밝혀내면 뇌질환 치료에 큰 도움이 될 수 있다. 하지만 다양한 종류의 시냅스 접착 단백질들이 어떻게 상호작용하면서 시냅스의 형성과 유지, 소멸을 매개하는지에 대한 정확한 기전은 밝혀지지 않았다.
이에 고재원 교수 연구팀은 전 시냅스의 여러 접착 단백질 중 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질이 서로 상호작용하면서 시냅스를 형성함을 최초로 발견했다. 이 같은 상호작용은 동물세포 내 다당류인 ‘헤파란 설페이트’에 의해 정교하게 조절되고 있음도 확인했다. 기존 학계에선 이 두 단백질이 각기 독립적인 메커니즘을 통해 시냅스 형성을 매개한다고 알려져 왔었기에 더욱 의미가 큰 발견이다.
고재원 DGIST 교수는 “이번 연구는 시냅스 접착 단백질인 PTP시그마와 뉴렉신으로 구성된 복합체가 다양한 전 시냅스 및 후 시냅스 단백질들과 협업하는 복잡한 신호전달 경로를 밝힌 것”이라며 “지속적인 심화 연구를 통해 시냅스 발달을 매개하는 보편적 분자원리를 확립하겠다”고 말했다.
강나리기자 nnal2@idaegu.co.kr