기억 오래 유지되는 이유는?… 뇌 속 ‘별세포’ 단백질 역할

IBS, 오랫동안 기억 유지하는 메커니즘 규명 별세포 신호만 선택 조절해 기억 더 오래 유지 뇌 속 별세포 단백질이 기억을 오랫동안 유지하는 데 핵심 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS)은 고우현 기억 및 교세포 연구단 연구위원 연구팀이 한국뇌연구원과 공동으로 장기 기억 유지에 뇌 속 별세포 단백질이 관여하는 메커니즘을 규명했다고 7일 밝혔다. 우리는 매일 수많은 정보를 경험하지만 어떤 기억은 오랫동안 남는 반면 어떤 기억은 빠르게 사라진다. 하지만 대부분의 기억 연구는 정보를 전달하는 신경세포(뉴런)를 중심으로 이뤄져 왔으며 뇌 속 다른 세포들의 역할과 기억이 장기간 유지되는 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 뇌에서 신경세포를 조절하는 별세포에 풍부하게 존재하는 단백질 'Ank2'에 주목했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 비중을 차지하며, 평소 뇌를 안정적으로 유지·보호하는 역할을 한다. 동물실험 결과, 별세포 속 Ank2 유전자를 제거한 생쥐는 학습 직후 최근 기억은 정상 유지됐지만, 2주 뒤 측정한 장기 기억은 뚜렷하게 감소했다. 또 Ank2가 없는 별세포는 구조가 단순해지고, 기억을 저장하는 엔그램(engram) 신경세포와의 물리적 접촉도 크게 줄었다. 별세포 내 단백질 Ank2가 장기 기억 유지에 역할을 하며 별세포 신호만 선택적으로 조절해 기억을 더 오래 유지할 수 있음을 입증한 것이다. 학습과 기억 형성에 핵심인 장기강화(LTP) 유지 능력도 저하됐다. 이는 별세포가 기억을 장기간 안정적으로 유지하는 데 직접 관여하고 있음을 보여준 결과라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 기억 유지 과정을 분자 수준에서 규명했다. Ank2가 제거되면 세포 내 칼슘 신호가 약화돼 기억 형성을 돕는 핵심 단백질인 뇌유래신경영양인자(BDNF)에 대한 반응을 감소시키는 사실을 확인했다. 아울러, 광유전학 기술을 통해 별세포 내 BDNF 관련 신경 경로를 선택적으로 자극하면 실험동물은 기존보다 기억을 더 오랫동안 유지하는 것으로 나타났다. 고우현 연구위원은 "앞으로 노화나 우울증으로 인한 인지 저하나 알츠하이머병과 같은 다양한 기억 관련 뇌 질환 연구의 새로운 방향을 제시하는 데 기여할 것"이라며 "자폐스펙트럼장애나 지적장애 등 뇌 발달 장애에 Ank2가 어떤 역할을 하는지 연구를 확장해 나갈 계획"이라고 말했다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 7일자 온라인에 실렸다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr