뇌 단백질의 새로운 발견.. 기억의 비밀 실마리

사진=게티이미지뱅크

[아시아경제 황준호 기자] 학습과 기억의 비밀을 풀 수 있는 단서가 발견됐다. 뇌 속 신경세포에 수상돌기의 성장에 관여하는 것으로 알려진 신경단백질(MAP2)이 기억활동을 하는데 있어 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 기억의 비밀 뿐만 아니라, 자폐증, 조현병, 알츠하이머 등 시냅스 손상 질환 연구에 도움이 될 것으로 예상된다. 한국뇌연구원(KBRI)은 6일 이계주, 김윤주 박사 등이 주도해 구성된 국제공동 연구팀(미국 조지타운대학 참여)이 연구 결과에 대해 이같이 밝혔다.

MAP2 단백질 기억에 관여

장기강화 시 MAP2의 신호전달경로 모델

연구팀은 미세소관결합 단백질2(MAP2)가 기억 활동에 관여한다는 새로운 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 동물모델의 해마 신경회로에서 MAP2 단백질이 결핍되면 시냅스의 장기강화 현상이 유도되지 않는 것을 전기신호 측정, 영상분석 등 다양한 신경생물학적 연구기법을 통해 규명했다.

장기강화 현상은 세포학적으로 뇌의 기억과 학습 작용을 설명하는 현상이다. 이는 반복적 자극, 그러니까 정보의 학습에 의해 시냅스의 신호전달(활성)이 지속적으로 향상(기억)되는 현상을 말한다.

또한 연구팀은 MAP2가 장기강화 자극시 시냅스로 빠르게 이동하는 현상을 실시간으로 관찰했다. 이때, 시냅스의 활성 향상에 중요한 AMPA 수용체의 수가 많아지고 수상돌기 가시의 크기도 증가한다는 것을 확인했다.

연구팀은 MAP2가 시냅스 강화를 유도하는 과정에도 참여함으로써 궁극적으로 기억 형성에 관여할 가능성을 밝혔다는 의미라고 설명했다.

시냅스 손상 질환 연구에 도움

장기강화 자극에 의한 MAP2의 시냅스 이동성 규명

연구팀은 인류의 오랜 숙원인 '기억은 어떻게 생성되고 유지 되는가'에 대한 해답에 한 발짝 다가감으로써, 향후 치매 등 기억 관련 질환에 응용 가능한 기초 정보를 제시한 것이라고 평가했다.

이계주 박사는 "MAP2의 시냅스 이동 현상이 인지행동에 미치는 영향을 후속 연구할 예정"이라며 "이번 연구가 자폐증, 조현병, 알츠하이머 등 시냅스 손상성 뇌질환 연구에 중요한 원천 자료로 활용되길 바란다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 생물학 분야의 저명 학술지 'FASEB Journal’ 온라인 판에 게재됐다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr