DGIST 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단은 뇌세포를 서로 연결해 주는 시냅스(synapse)가 만들어질 때, 슬릿트랙(Slitrk) 단백질이 뇌의 위치와 주변 환경에 따라 서로 다른 역할을 하며 시냅스의 기능을 세밀하게 조절한다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다.
이 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지를 이해하는 데 도움을 주며, 조현병·자폐증 같은 뇌질환 치료 연구에도 중요한 실마리가 될 것으로 기대된다.
인간의 뇌에는 약 1,000억 개의 뇌세포(뉴런)가 있고, 이들은 100조 개가 넘는 시냅스로 서로 연결돼 있다.
이 연결들이 정확하게 만들어지기 때문에 우리는 생각하고, 기억하고, 행동할 수 있다.
하지만 그동안 과학자들은 어떤 분자들이 이런 정확한 연결을 만들어내는지를 명확히 알지 못했다.
연구단은 지난 2013년부터 꾸준히 연구해 온 슬릿트랙 단백질에 주목했다. 슬릿트랙 단백질은 서로 비슷한 6종의 ‘형제 단백질’로 이루어져 있으며, 기존에는 대부분 비슷한 역할을 한다고 알려져 있었다.
연구진은 이 가운데 슬릿트랙1과 슬릿트랙2가 정말 같은 일을 하는지에 대한 의문에서 연구를 시작했다.
연구진은 최첨단 뇌과학 연구기법을 접목해 생쥐의 뇌에서 기억과 학습에 중요한 역할을 하는 해마를 대상으로, 슬릿트랙1과 슬릿트랙2 유전자를 각각 없앤 뒤 시냅스의 변화를 관찰했다.
그 결과, 두 단백질은 뇌 속 위치와 연결되는 상대에 따라 전혀 다른 방식으로 시냅스 기능을 조절한다는 사실이 확인됐다. 즉, 단백질이 항상 같은 일을 하는 것이 아니라, 주변 상황에 따라 역할을 바꾸며 작동한다는 것이다. 이번 연구는 난치성 뇌질환이 왜 생기는지를 설명할 수 있는 구체적인 근거를 제시했다는 점에서 특히 주목된다.박경철기자