시냅스+스냅샷 조합한 '시냅샷'
뇌 질환 등 원인 규명에 핵심 역할 할 것
(내외방송=정지원 기자) '뇌와 신경세포의 연결고리'라고 할 수 있는 시냅스의 변화를 실시간으로 관찰하는 것이 가능해져 각종 뇌 질환의 원인 규명에 도움이 될 것으로 보인다.
9일 KAIST(한국과학기술원)에 따르면 허원도 생명과학과 교수 공동연구팀이 세계 최초로 시냅스의 형성과 소멸, 변화를 실시간으로 관찰하는 데 성공했다. 이 연구는 권형배 존스홉킨스 의과대학 교수 연구팀, 이상규 기초과학연구원 인지 및 사회성 연구단 박사 연구팀과 함께 진행됐다.
시냅스는 신경세포 간 신호를 주고받아 인지와 감정, 기억 등 뇌 기능을 조절하도록 돕는 역할을 하며 뇌 속에 있는 860억개의 신경세포에 600조개의 시냅스가 존재한다.
연구팀은 형광 단백질을 시냅스와 결합해 신경세포 간 시냅스 연결 과정을 실시간으로 관찰하는 기술을 개발했다. 이 기술을 '시냅스'와 '스냅샷'을 조합한 '시냅샷'으로 명명하고, 기존에 구현하기 어려웠던 시냅스 형성과 소멸, 역동적인 변화 과정을 살펴볼 수 있게 됐다.
연구팀은 초록, 빨강 형광을 띠는 시냅샷을 디자인해 시냅스를 쉽게 구별이 가능하게 했으며 광유전학 기술(빛으로 분자 기능을 조절)과 융합해 신경세포의 기능을 빛으로 조절하면서 시냅스 변화를 관찰했다.
허 교수는 "이 기술은 뇌과학 연구방법론에 혁신을 가져올 것"이라며 "뇌과학의 미래를 밝히는 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.
이 박사는 "생애주기별 시냅스의 형성과 소멸 과정의 역동성이 어떻게 조절되는지를 밝히고, 문제가 생겼을 때 어떻게 뇌 발달 장애와 퇴행성 뇌 질환 등으로 이어질 수 있는지 원인을 규명할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
손승규, 이진수 박사과정과 정강훈 존스홉킨스 의과대학 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 기초과학연구원 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지 '네이처 메쏘드(Nature Methods)'에 최근 온라인 게재됐다.(논문명: Real-time visualiztion of structural dynamics of synapses in live cells in vivo).
