IBS 허원도 교수팀 신경세포 자라게하는 수용체 원격제어 성공
국내 연구진이 빛으로 뇌 신경세포를 자라게 하는 수용체를 원격제어 하는데 성공했다. 별도의 약물 없이 빛으로만 뇌 기능을 조절해 우울증, 치매 등 뇌 질환을 제어할 수 있는 가능성을 열 것으로 기대된다.
미래창조과학부는 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 허원도 그룹리더(KAIST 생명과학과 교수) 연구팀이 이같은 `광유도 뇌신경세포 성장인자수용체` 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
이 기술은 빛으로 세포막에 위치한 특정 수용체를 원격 조정하는 광유전학분야 신기술이다. 광유전학은 미생물이나 식물에서 발견되는 빛에 반응하는 단백질을 인간이나 동물세포에 적용해 세포의 여러 기능들을 조절하는 학문이다. 연구진은 이를 신경세포에 적용해 빛으로 신경세포의 분화를 유도하는데 성공했다.
수용체란 세포막에 존재하는 막 단백질로, 특이적인 외부 인자와 반응해 신호를 세포 내로 전달하고, 이를 통해 세포 내에서 여러 가지 기능을 조절한다.
연구팀은 신경 세포분화와 분열 등의 중요한 기능을 수행하는 `TRK 수용체`의 말단에 청색 빛에 반응하는 단백질을 결합시켜 빛에 반응할 수 있는 `광유도 수용체`를 만들었다. 빛을 쬐어 주는 순간 이 수용체가 순식간에 활성화되고, 신경세포의 신호전달을 유도해 신경세포의 성장과 분화를 일으킨다.
허원도 교수는 "형광등의 전원을 켜고 끄는 것처럼 단순하게 빛을 쬐어주고 다시 끄는 방법을 통해 세포막 수용체를 조절할 수 있음을 증명했다"며 "빛을 쬐어주는 빈도를 조절함으로써 하위 신호전달의 지속성도 조절할 수 있었고, 결과적으로는 세포의 분화 또한 유도할 수 있음을 확인했다"고 설명했다.
이어 그는 "현재 여러 동물 모델을 대상으로 광유도 뇌신경세포 성장인자수용체 기술을 이용한 뇌과학 연구를 진행 중"이라며 "이번에 개발된 방법을 통해 뇌의 복잡한 신경망 구조에서 신경세포가 어떠한 기능을 하는지 규명해 내는데 획기적인 역할을 할 것"이라고 덧붙였다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈` 온라인판에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
미래창조과학부는 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 허원도 그룹리더(KAIST 생명과학과 교수) 연구팀이 이같은 `광유도 뇌신경세포 성장인자수용체` 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
이 기술은 빛으로 세포막에 위치한 특정 수용체를 원격 조정하는 광유전학분야 신기술이다. 광유전학은 미생물이나 식물에서 발견되는 빛에 반응하는 단백질을 인간이나 동물세포에 적용해 세포의 여러 기능들을 조절하는 학문이다. 연구진은 이를 신경세포에 적용해 빛으로 신경세포의 분화를 유도하는데 성공했다.
수용체란 세포막에 존재하는 막 단백질로, 특이적인 외부 인자와 반응해 신호를 세포 내로 전달하고, 이를 통해 세포 내에서 여러 가지 기능을 조절한다.
연구팀은 신경 세포분화와 분열 등의 중요한 기능을 수행하는 `TRK 수용체`의 말단에 청색 빛에 반응하는 단백질을 결합시켜 빛에 반응할 수 있는 `광유도 수용체`를 만들었다. 빛을 쬐어 주는 순간 이 수용체가 순식간에 활성화되고, 신경세포의 신호전달을 유도해 신경세포의 성장과 분화를 일으킨다.
허원도 교수는 "형광등의 전원을 켜고 끄는 것처럼 단순하게 빛을 쬐어주고 다시 끄는 방법을 통해 세포막 수용체를 조절할 수 있음을 증명했다"며 "빛을 쬐어주는 빈도를 조절함으로써 하위 신호전달의 지속성도 조절할 수 있었고, 결과적으로는 세포의 분화 또한 유도할 수 있음을 확인했다"고 설명했다.
이어 그는 "현재 여러 동물 모델을 대상으로 광유도 뇌신경세포 성장인자수용체 기술을 이용한 뇌과학 연구를 진행 중"이라며 "이번에 개발된 방법을 통해 뇌의 복잡한 신경망 구조에서 신경세포가 어떠한 기능을 하는지 규명해 내는데 획기적인 역할을 할 것"이라고 덧붙였다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈` 온라인판에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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