우리나라 연구팀이 뇌 신호 전달을 지휘하는 핵심 단백질을 발견했다.

대구경북과학기술원 뇌·인지과학전공 고재원 교수, 서울대 치의학대학원 최세영 교수팀은 12일 “해마의 특정 신경회로 내에서 시냅스 접착단백질 PTPσ의 새로운 작용기전을 세계 최초로 입증해 뇌질환 치료를 위한 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 지원하는 보건의료인재양성지원사업(세계선도의생명과학자육성)으로 수행됐으며, 국제학술지 셀 (Cell)의 자매지인 ‘iScience’에 5월 28일자 온라인에 게재됐다.

뇌는 수많은 신경세포(뉴런)로 이루어져 있으며, 신경세포는 시냅스를 통해 서로 의사소통을 한다. 시냅스는 신경세포와 신경세포를 연결해주는 역할을 하는 정보전달의 기본단위로 전시냅스(presynapse)와 후시냅스(postsynapse)로 구성돼 있다.

한 개의 신경세포는 수천 개의 다른 신경세포들과 시냅스를 형성하여 다양한 신경회로를 만들고, 이를 통해 학습, 기억 등의 모든 뇌기능을 담당한다.

뇌 기능이 제대로 작동하려면 신경회로가 올바르게 연결되어야 하고, 이때 시냅스가 제 기능을 해야 한다. 시냅스 기능 이상, 즉, 시냅스 접착단백질의 기능에 이상이 생기면 신경회로 연결에 문제가 생기고 뇌질환이 일어난다.

따라서 시냅스 접착 단백질의 기능을 온전히 알게 되면 뇌질환 치료 또는 진단을 위한 바이오마커를 발굴하는데 기여할 수 있다는 설명이다.

연구팀은 시냅스 접착단백질 중 하나인 PTPσ 조건부 녹아웃 마우스를 이용해 PTPσ가 전시냅스 접착단백질로서 신경전달물질 방출을 지휘하는 핵심인자임을 확인했다.

고재원 교수는 “이번 연구는 신경계 발달에 관여하는 시냅스 접착단백질 PTPσ의 보편적 기능뿐 아니라 해마의 특정 신경회로 내 기능도 세계 최초로 입증한 것”이라며, “향후 뇌질환 치료를 위한 실마리를 제공했다는데 의미가 있다”고 강조했다.