인간을 인간답게 만드는 비밀은 뇌에 있다… 지금까지 가장 정밀한 인간 뇌세포 지도 나왔다

미국 국립보건원, 뇌 이니셔티브 세포센서스 네트워크
2017년 이후 연구 성과 21건 국제 학술지에 발표
인간 뇌세포 3000가지로 분류하고 영장류와 비교
“인간 뇌세포 연구 시대 코앞까지 왔다”

국제학술지 사이언스와 사이언스 어드밴시스, 사이언스 중개의학은 12일(현지 시각) 가장 정밀한 인간 뇌세포 아틀라스(지도)에 관한 연구 논문 21건을 특집으로 소개했다./사이언스

약 860억 개에 달하는 신경세포를 포함한 인간 뇌세포를 유형별로 볼 수 있는 지도가 나왔다. 인간과 비인간 영장류 뇌에 대한 이해를 높여 정신 질환이나 알츠하이머병에 대한 실마리를 찾는 데 도움을 줄 것으로 보인다.

국제학술지 사이언스와 자매지인 사이언스 어드밴시스, 사이언스 중개의학은 12일(현지 시각) 지금까지 나온 것 중 가장 정밀한 인간 뇌세포 아틀라스(지도)에 관한 21개의 연구 논문을 특집호로 묶어 공개했다.

미국국립보건원(NIH)은 2017년부터 대규모 뇌과학 프로젝트(BICCN) 연구진을 꾸리고 3차원 인간 뇌세포 아틀라스를 구축해 왔다. 현재 미국과 유럽의 과학자 수백 명이 뇌의 해부학적 구조를 비롯해 뇌 영역별 기능과 뇌세포를 정밀하게 분석하고 있다. 이번에 발표된 연구 결과는 BICCN이 밝힌 주요 성과를 공개한 것이다.

뇌는 한 가지 유형의 신경세포가 아닌 다양한 유형의 세포로 구성되어 있다. 따라서 서로 다른 세포를 분류하는 것은 뇌의 기능을 이해하는 데 도움을 줄 것으로 예상됐다. 연구진은 단일 세포의 유전체를 분석하는 기술을 이용해 인간과 비인간 영장류의 뇌세포를 살폈다.

아틀라스를 구축하는 작업은 먼저 인간의 뇌세포를 분석하는 연구를 중심으로 진행됐다. 간질이나 종양 수술을 받은 성인 75명의 뇌를 분석해 개인마다 뇌세포가 얼마나 다른지를 관찰했다. 개인마다 다른 유전적 변이나 환경적 요소가 뇌 영역과 건강에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있는 셈이다. 그리고 세포 유형의 변화가 뇌 영역에 어떤 영향을 주는지 추가로 조사해 인간 뇌세포 지도의 초안을 만들었다.

연구진은 인간의 뇌세포를 총 3000가지 유형으로 분류했다. 연구진은 “지금까지 나온 것 중 가장 정밀해 인간의 뇌를 더욱 자세히 이해할 수 있을 뿐 아니라, 어떤 유형의 세포가 특정 돌연변이에 취약해 신경질환을 일으키는지 알아내는 데 도움을 줄 수 있다”고 설명했다.

이어 연구진은 침팬지, 고릴라, 붉은털원숭이, 마모셋원숭이 등 비인간 영장류와 인간의 뇌세포를 비교했다. 이를 종 사이의 상관관계로 나타낸 결과, 침팬지는 인간과 비교적 최근의 공통 조상을 공유하고 있지만 뇌세포 자체는 인간보다는 고릴라와 더 유사하다는 것을 확인했다.

사이언스의 수석 에디터 마티아 마로소는 이번 특집호를 내며 “BICCN이 수집한 데이터는 인간의 뇌에 대한 근본적인 질문에 답을 내릴 수 있게 할 것”이라며 “인간 뇌세포 연구의 시대가 코앞까지 왔다”고 평했다.

참고 자료

Science(2023), DOI: https://doi.org/10.1126/science.adl0913

Science Translational Medicine(2023), DOI: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ade1283

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