시냅스 단백질 · 뇌혈관장벽 연구로 분자 · 원자수준의 극미세 시스템 분석 병이 생긴다는 것은 신체의 기관이나 조직,세포의 특정 부분에 이상이 생겼다는 것이다.
따라서 그 근원을 찾다보면 분자나 원자 수준의 미세한 시스템에서 이상이 감지되게 마련이다.
세계 과학자들은 분자나 원자 수준의 극미세 시스템에서 병을 진단하고 치료하려는 연구를 활발히 진행하고 있다 .
KAIST와 연세대 등을 통해 최근 연구 동향을 알아보자.
⊙시냅스 단백질 · 뇌혈관장벽, 정신질환 분석의 중요한 단서 제공
정신작용은 우리가 주변 사물을 보고 느끼고 판단하는 모든 과정에 관여하는 뇌의 종합적 작용을 말한다.
정신작용의 가장 기본적 단위는 두 신경세포 사이의 신경전달이다.
여러 신경전달이 모이면 뇌신경회로(circuit)가 만들어진다.
신경전달이란 한 신경세포에서 발생한 신호가 다른 신호로 전달되는 것을 말하며 이는 두 신경세포 사이 접점인 '시냅스'에서 일어난다.
여러 뇌신경회로가 모이면 바로 정신작용이 된다.
따라서 시냅스의 신경전달이 잘못되면 신경회로가 차단되고 정신작용에 문제가 생겨 치매 우울증 정신분열 등 정신질환을 앓게 된다.
창의연구단 '시냅스 생성 연구단'에 참여하고 있는 김은준 KAIST 생명과학과 교수팀은 다양한 시냅스 구성 단백질을 7년 동안 연구해왔다.
시냅스는 전시냅스(presynapse)와 후시냅스(postsynapse)로 구분된다.
한 신경세포에서 발생한 신호가 축삭을 따라 신경말단(전시냅스)에 도달하면 여기서 신경전달물질(neurotransmitter)이 신경말단 밖으로 분비된다.
이는 수상돌기에 위치한 후시냅스의 수용체(receptor)를 자극하고 이를 통해 신경전달이 일어난다.
전시냅스에는 신경전달물질과 이에 대한 분비를 조절하는 단백질이 많이 저장돼 있다.
또 후시냅스에는 신경전달물질 수용체 단백질에서 발생한 신호를 처리하는 단백질이 많다.
최근 연구 결과에 따르면 후시냅스에는 1000여개 종류의 단백질이 존재하는 것으로 알려졌다.
시냅스 단백질의 기능을 알아보는 가장 좋은 방법은 해당 단백질을 시냅스에서 없애보는 것이다.
단백질은 유전자(gene)로부터 만들어지기 때문에 유전자를 제거하면 되며, 유전자 제거 생쥐(gene knockout mice)는 특히 정신 신경병 연구에 많이 활용되고 있다.
시냅스 유전자가 제거된 생쥐에서는 다양한 정신 신경병증이 관찰된다고 한다.
기억력이 떨어진 생쥐와 행동이 산만해진 생쥐가 있는가 하면,사회성이 극도로 떨어져 동료 생쥐를 배척하는 생쥐와 지나치게 외모에 신경을 쓰는 생쥐 등이 발견된다는 것이다.
