삼성 지원 연구팀, '뇌 기억 유지' 새 학설 규명..치매 치료 등 기대

뇌에서 뉴런을 도와 뇌 항상성 유지 역할을 수행하는 세포인 별아교세포(하얀색)와 미세아교세포(파란색)가 시냅스를 제거하고 있는 이미지. <삼성전자 제공>

정원석 카이스트 교수. <삼성전자 제공>

[디지털타임스 박정일 기자] '삼성미래기술육성사업'이 지원한 정원석(사진) 카이스트 생명과학과 교수 연구팀이 '성인의 뇌가 기억을 유지하는 방식'을 새롭게 규명했다. 향후 자폐증과 조현병(정신분열병), 치매 등 뇌 신경질환 치료에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

삼성전자는 정 교수 연구팀과 박형주 한국뇌연구원 박사팀이 뇌 신경회로의 기억과 기억 형성에 대한 '별아교세포'의 역할을 새로 규명하는 연구 결과를 지난달 23일(현지시간) 유력 국제학술지인 '네이처'에 공개했다고 5일 밝혔다. 별아교세포란 시냅스와 모세혈관에 접촉해 혈관에서 시냅스로 대사 물질을 운반하거나, 이들의 기능을 조절하는 역할을 한다.

신경교세포는 뇌에서 뉴런을 도와 뇌 항상성 유지 역할을 수행하는 세포로 '별아교세포', '미세아교세포', '희소돌기아교세포' 등으로 구성돼 있다.

뉴런과 뉴런 사이를 연결하는 시냅스는 뇌 안에서 정보를 학습하고 기억하는 역할을 담당하는데, 기억이 형성되는 과정에서 기존 시냅스가 사라지고 새로운 시냅스가 형성된다. 현재까지는 '미세아교세포'가 시냅스를 제거하는 주된 세포로 알려졌었다.

연구팀은 성장한 생체의 뇌에서도 '미세아교세포'보다 '별아교세포'가 더 활발하게 시냅스를 제거하고 있음을 처음으로 밝혀냈다. 형광 단백질을 이용한 획기적인 분석법을 새롭게 도입해 '미세아교세포'를 그대로 둔 채 '별아교세포'가 시냅스를 제거하지 못하도록 기능을 억제했을 때 뇌에 비정상적인 시냅스가 급증하는 것을 발견했다.

이는 기존 학설을 뒤집고 별아교세포에 의한 시냅스 제거 현상이 뇌 신경회로의 기능과 기억 형성에 필수적임을 보여준 것이다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 한 실험에서 이 방식을 검증했다.

정원석 교수는 "이번 연구를 바탕으로 '별아교세포'가 시냅스를 제거하는 현상을 조절하게 할 수 있다면 자폐증, 조현병, 치매 등 뇌 신경질환 치료에 새로운 전기를 마련할 수 있을 것"이라고 말했다.

정원석 교수 연구팀은 2017년 6월 삼성미래기술육성사업 과제로 선정돼 연구 지원을 받고 있다.

한편 '삼성미래기술육성사업'은 우리나라의 미래를 책임질 과학기술 연구 분야 육성·지원을 목표로 삼성전자가 2013년부터 1조5000억원을 출연해 시행하고 있는 연구 지원 공익사업이다. 지금까지 634개 과제에 8125억원의 연구비가 지원됐다. 박정일기자 comja77@dt.co.kr