1㎛ 공간의 비밀을 벗긴다
뇌는 학습과 기억뿐만 아니라 감정, 사고, 나아가 자아인식 같은 인간의 고등 활동과 관련된 중요한 기관이다. 뇌에는 약 1천억 개의 신경세포가 있다. 신경세포 사이에는 1㎛ 정도의 공간이 있다. 이 ‘시냅스’라는 틈에서 뇌기능을 제어하는 신경전달물질이 오가며 뇌의 활동에 필요한 정보와 감각을 전달한다.
신경세포가 신경전달물질을 전달하는데 다양한 단백질이 필요하다. 신경전달물질 분비에 관여하는 단백질, 신경전달물질을 인식하는 수용체 단백질, 그리고 신경전달이 원활하게 이뤄지도록 돕는 시냅스 핵심단백질이 있어야 한다.
이 단백질 중 신경세포 접착단백질(synaptic cell adhesion molecule)은 신경세포들이 신경전달물질을 원활하게 전달하도록 서로 붙들어주는 역할을 한다. 이 신경세포 접착단백질 연구분야는 뇌의 특정 영역이나 신경회로 같은 뇌 연구에 비해 매우 미시적인 분야다. 최근 10년 전 부터 연구가 많이 진전되었으나 정확한 기능이 밝혀진 신경세포 접착단백질은 극소수에 불과하다.
현재 신경세포 접착단백질의 기능을 연구하는 곳으로 미국 국립보건원과 일본 이화학 연구소를 꼽을 수 있다. 우리 연구단은 지금까지 기능을 규명한 100여 종의 신경세포 접착단백질 중 IRSp53과 생크 단백질을 비롯한 10 여 종을 밝혀내 세계적인 수준의 신경세포 접착단백질 연구를 하고 있다.
신경세포 접착단백질인 엔지엘(NGL)과 네트린지(netrin-G)가 튼튼한 시냅스를 만들어 유지한다(좌). 그리고 초기 시냅스가 살름(SALM)에 의해 성숙하게 된다(우).
우리 연구단은 의 빛나는 연구결과 중 하나가 2006년에 세계에서 2번째로 찾은 시냅스 접착단백질이다. 시냅스 형성초기에 관여하는 시냅스 접착단백질로는 1996년에 발견된 뉴로리긴(Neuroligin)과 신캠(SynCAM) 단 두 종류가 있었다. 이번에 발견해 기능을 밝힌 엔지엘(NGL)이라는 단백질은 신경세포 두 곳을 연결하는 다리 같은 역할을 한다. 이 단백질은 그림 1에서 보이는 것처럼 먼저 네트린지(netrin-G)라는 단백질과 신경세포 바깥쪽에서 붙는다. 그리고 세포 안쪽에서 PSD-95라는 시냅스 핵심단백질과 협동해 초기 흥분성 시냅스(excitatory synapse)가 만들어져 자리를 잡을 수 있게 한다.
우리 연구단의 활발한 연구는 뇌 연구에 빛을 밝힐 또 하나의 성과를 발표했다. 살름(SALM)이 시냅스를 작동시킨다는 사실을 밝혀 2006년 신경과학지 ‘뉴런’에 실렸다. 그림 1에서 보이는 살름은 초기 시냅스의 형성에 관여하는 엔지엘(NGL)과 모양이 매우 비슷하며 흥분성 시냅스의 분화에 관여한다.
이미 만들어진 흥분성 시냅스가 그 기능을 제대로 하기 위해서는 시냅스가 제대로 유지되면서 성숙한 구조로 발달해야 한다. 이 시냅스 성숙에 중요한 작용을 하는 단백질이 바로 살름이다. 구조가 굉장히 유사한 두 단백질이 시냅스에서 서로 구별되는 기능을 하고 있다는 사실은 굉장히 흥미로운 사실이다. 앞으로 시냅스를 만들고 유지하는데 관여하는 다양한 단백질을 찾아 기능을 규명하는데 더 박차를 가할 것이다.
출전 : 창의세상
글/고재원 한국과학기술원 생명과학과 박사후과정 jaewonko@kaist.ac.kr (2007년 03월 1일)
뇌는 학습과 기억뿐만 아니라 감정, 사고, 나아가 자아인식 같은 인간의 고등 활동과 관련된 중요한 기관이다. 뇌에는 약 1천억 개의 신경세포가 있다. 신경세포 사이에는 1㎛ 정도의 공간이 있다. 이 ‘시냅스’라는 틈에서 뇌기능을 제어하는 신경전달물질이 오가며 뇌의 활동에 필요한 정보와 감각을 전달한다.
신경세포가 신경전달물질을 전달하는데 다양한 단백질이 필요하다. 신경전달물질 분비에 관여하는 단백질, 신경전달물질을 인식하는 수용체 단백질, 그리고 신경전달이 원활하게 이뤄지도록 돕는 시냅스 핵심단백질이 있어야 한다.
이 단백질 중 신경세포 접착단백질(synaptic cell adhesion molecule)은 신경세포들이 신경전달물질을 원활하게 전달하도록 서로 붙들어주는 역할을 한다. 이 신경세포 접착단백질 연구분야는 뇌의 특정 영역이나 신경회로 같은 뇌 연구에 비해 매우 미시적인 분야다. 최근 10년 전 부터 연구가 많이 진전되었으나 정확한 기능이 밝혀진 신경세포 접착단백질은 극소수에 불과하다.
현재 신경세포 접착단백질의 기능을 연구하는 곳으로 미국 국립보건원과 일본 이화학 연구소를 꼽을 수 있다. 우리 연구단은 지금까지 기능을 규명한 100여 종의 신경세포 접착단백질 중 IRSp53과 생크 단백질을 비롯한 10 여 종을 밝혀내 세계적인 수준의 신경세포 접착단백질 연구를 하고 있다.
신경세포 접착단백질인 엔지엘(NGL)과 네트린지(netrin-G)가 튼튼한 시냅스를 만들어 유지한다(좌). 그리고 초기 시냅스가 살름(SALM)에 의해 성숙하게 된다(우).
우리 연구단은 의 빛나는 연구결과 중 하나가 2006년에 세계에서 2번째로 찾은 시냅스 접착단백질이다. 시냅스 형성초기에 관여하는 시냅스 접착단백질로는 1996년에 발견된 뉴로리긴(Neuroligin)과 신캠(SynCAM) 단 두 종류가 있었다. 이번에 발견해 기능을 밝힌 엔지엘(NGL)이라는 단백질은 신경세포 두 곳을 연결하는 다리 같은 역할을 한다. 이 단백질은 그림 1에서 보이는 것처럼 먼저 네트린지(netrin-G)라는 단백질과 신경세포 바깥쪽에서 붙는다. 그리고 세포 안쪽에서 PSD-95라는 시냅스 핵심단백질과 협동해 초기 흥분성 시냅스(excitatory synapse)가 만들어져 자리를 잡을 수 있게 한다.
우리 연구단의 활발한 연구는 뇌 연구에 빛을 밝힐 또 하나의 성과를 발표했다. 살름(SALM)이 시냅스를 작동시킨다는 사실을 밝혀 2006년 신경과학지 ‘뉴런’에 실렸다. 그림 1에서 보이는 살름은 초기 시냅스의 형성에 관여하는 엔지엘(NGL)과 모양이 매우 비슷하며 흥분성 시냅스의 분화에 관여한다.
이미 만들어진 흥분성 시냅스가 그 기능을 제대로 하기 위해서는 시냅스가 제대로 유지되면서 성숙한 구조로 발달해야 한다. 이 시냅스 성숙에 중요한 작용을 하는 단백질이 바로 살름이다. 구조가 굉장히 유사한 두 단백질이 시냅스에서 서로 구별되는 기능을 하고 있다는 사실은 굉장히 흥미로운 사실이다. 앞으로 시냅스를 만들고 유지하는데 관여하는 다양한 단백질을 찾아 기능을 규명하는데 더 박차를 가할 것이다.
출전 : 창의세상
글/고재원 한국과학기술원 생명과학과 박사후과정 jaewonko@kaist.ac.kr (2007년 03월 1일)
