뇌질환 치료의 새로운 길 열리나…DGIST, 시냅스 연결의 핵심 원리 발견

사진 왼쪽부터 DGIST 김병찬 박사과정생, 김동욱 박사, 고재원 교수. DGIST 제공.

대구경북과학기술원(DGIST) 연구진이 뇌 속 시냅스 연결의 핵심 원리를 발견, 조현병·자폐증 등 뇌질환 치료에 새로운 길을 제시해 관심을 모으고 있다.

DGIST 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단(센터장 고재원 교수)은 뇌세포를 서로 연결해 주는 시냅스가 만들어질 때, 슬릿트랙(Slitrk) 단백질이 뇌의 위치와 주변 환경에 따라 서로 다른 역할을 하며 시냅스의 기능을 세밀하게 조절한다는 사실을 세계 최초로 알아냈다고 29일 밝혔다.

DGIST 연구진은 2013년부터 꾸준히 연구해 온 슬릿트랙 단백질에 주목했으며, 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. 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 주목된다고 연구진은 설명했다.

고재원 교수는 "같은 부모에게서 태어난 형제라도 각자의 역할과 개성이 다르듯, 뇌 속 단백질도 환경에 따라 서로 다른 전문성을 발휘하며 신경회로를 정교하게 조율한다는 새로운 원리를 밝혀낸 연구"라며, "이 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지를 이해하는 데 도움을 주며, 조현병·자폐증 같은 뇌질환 치료 연구에도 중요한 실마리가 될 것"이라고 기대했다.

한편, 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 글로벌리더연구사업, 기초연구실지원사업, 중견연구자지원사업 및 세종과학펠로우십의 지원으로 수행된 이번 연구는 DGIST 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단 김동욱·김진후 박사, 김병찬 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, DGIST 뇌과학과 엄지원 교수, 한국뇌연구원 이계주 박사, KAIST 의과학대학원 손창호 교수, 벨기에 Leuven 대학 Joris de Wit 교수 연구진이 공동연구에 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 'PLoS Biology'에 온라인 게재됐다.