빛으로 기억 조절... '청색광'이 트라우마 치료의 단초?

KAIST 허원도 교수팀, 빛 이용해 '과도한 공포기억' 막는 원리 규명

카이스트 연구진이 뇌에서 기억 형성을 조절하는 새로운 원리를 최초로 규명했다. PLCβ1 단백질이 해마에서 과도한 기억 형성을 억제하는 역할을 하는데, 청색광으로 이 단백질의 활성화 정도도 정밀하게 조절할 수 있었다. [사진=게티이미지뱅크]

국내 연구진이 빛을 이용해 기억의 형성과 망각 과정을 일부 조절할 수 있는 원리를 발견했다. 재난이나 사고, 범죄 등의 충격으로 생긴 잊을 수 없는 기억 때문에 고통받는 트라우마 정신질환을 예방하거나 치료할 수 있는 가능성이 열린 것이다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트) 생명과학과 허원도 교수팀은 뇌에서 기억 형성을 조절하는 새로운 원리를 최초로 규명했다고 15일 밝혔다.

연구팀에 따르면, PLCβ1 단백질(피엘시 베타1 단백질 혹은 인산지질 가수분해효소 C베타1)은 기억을 담당하는 뇌 부위인 해마에서 과도한 기억 형성을 억제하는 역할을 한다.

이 단백질은 뇌신경 세포의 신호전달물질로 활성화하는 물질(분자효소)이다. 과발현하면 과도한 공포반응을 억제하면서 과도한 기억이 형성하는 것도 방지한다.

연구팀은 PLCβ1 단백질의 기억 형성 억제 기능을 동물실험을 통해 검증한 후 빛을 활용해 활성화 정도를 정밀 제어할 수 있다는 사실도 확인했다. 푸른색 빛(청색광)을 신경세포에 쐬어주는 방법이다. PLCβ1 단백질은 활성화하면 세포 내 원형질막으로 이동하는데, 청색광을 받은 신경세포 역시 PLCβ1 단백질이 원형질막으로 이동해 활성화하도록 신호를 보냈기 때문이다.

이른바 '광유전학'이라고 불리는 기술인데, 빛을 이용해 특정 단백질을 활성화하거나 비활성화할 수 있어 뇌의 특정 부위에서 일어나는 신경 활동을 정밀하게 제어할 수 있다. 그간 신경과학 연구법으로는 많이 활용했으나 정신질환 치료도구론 거의 주목받지 못했다. 따라서, 연구팀은 향후 '외상 후 스트레스 장애(PTSD)' 예방 등 트라우마 정신질환 치료에 광유전학을 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

허 교수는 "이번 연구는 PTSD 등 정신질환에 대한 새로운 혁신적 치료법을 제시할 수 있을 것"이라면서 "향후 실제 치료에 적용할 수 있을 지에 대한 추가적인 임상 연구가 필요하다"고 말했다.

해당 연구는 과학기술정보통신부 '중견연구사업'과 카이스트 '글로벌특이점사업'의 지원을 받았으며, 저명한 국제 학술지 «사이언스 어드밴스(Sciences Advances)» 최신호에 발표됐다. 논문 전문은 다음 링크(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj4433)에서 확인할 수 있다.

최지현 기자 (jh@kormedi.com)