[파이낸셜뉴스]  카나비스메디칼은 협업을 진행하고 있는 한국과학기술원(KAIST) 최인성 교수가 지난 14일 개최된 ‘2022 경북 바이오 생명 엑스포’ 의약 부분에서 경북 의료용 대마(K-CBD)를 이용한 바이오의약품 개발 전략 부문 연사로 참여했다고 17일 밝혔다. 발표 내용은 카나비스메디칼과 협업을 통한 연구업적인 환각 작용이 없는 성분 칸나비디올(CBD)과 뇌세포에 대한 신경세포 보호 등 긍정적 효과 등을 설명했다. 이 회사는 한국과학기술원과 지속적으로 의료용 대마를 활용한 연구개발을 진행하고 있다. 회사 관계자는 “자사와 한국과학기술원은 세계 최초로 CBD의 퇴행성 뇌질환 효과에 대한 연구 결과로 해외에서도 많은 관심을 받고 있다”며 “현재 미국은 워싱턴 D.C.와 37개 주에서 의료용 대마초 사용을 인정하고 있고 19개주는 성인에 한해 오락용 대마초 사용을 허용하고 있다”고 설명했다. 그는 “프랑스도 CBD 판매 합법 관련 법안을 통과하는 등 향후 글로벌시장 진출에 용이한 환경이 조성되고 있다”고 덧붙였다. 한편, 카나비스메디칼의 지분은 오성첨단소재가 50.85%, 화일약품이 49.15% 보유하고 있다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스] 카나비스메디칼은 협업을 진행하고 있는 최인성 한국과학기술원(KAIST) 교수가 지난 14일 개최된 ‘2022 경북 바이오 생명 엑스포’ 의약 부분에서 경북 의료용 대마(K-CBD)를 이용한 바이오의약품 개발 전략 부문 연사로 참여했다고 17일 밝혔다. 발표 내용은 카나비스메디칼과 협업을 통한 연구 업적인 환각 작용이 없는 성분 칸나비디올(CBD)에 대한 것이다. 또 뇌세포에 대한 신경세포 보호 등 긍정적 효과 등을 설명했다. 이 회사는 한국과학기술원과 지속적으로 의료용 대마를 활용한 연구개발을 진행하고 있다. 회사 관계자는 “자사와 한국과학기술원은 세계 최초로 CBD의 퇴행성 뇌질환 효과에 대한 연구 결과로 해외에서도 많은 관심을 받고 있다”라며 “현재 미국은 워싱턴 D.C.와 37개 주에서 의료용 대마초 사용을 인정하고 있고 19개주는 성인에 한해 오락용 대마초 사용을 허용하고 있다”고 설명했다. 그는 “프랑스도 CBD 판매 합법 관련 법안을 통과하는 등 향후 글로벌 시장 진출에 용이한 환경이 조성되고 있다”고 덧붙였다. 한편, 카나비스메디칼의 지분은 오성첨단소재가 50.85%, 화일약품이 49.15% 보유하고 있다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

【파이낸셜뉴스 전주=강인 기자】 농촌진흥청은 황기 새싹이 뇌 신경세포를 보호하는 데 효과가 있음을 실험을 통해 확인하고 관련 연구 결과를 특허 출원했다고 7일 밝혔다. 다른 작물에서도 새싹에 기능 성분이 풍부하다는 점에 착안해 싹이나 순이 식품의약품안전처 식품 원료로 등록된 약용작물 3종(황기, 갯기름나물, 잔대) 중 수확량과 재배 방법 등을 평가해 황기 새싹을 선발했다. 한약재와 식품으로 많이 쓰이는 황기는 일반적으로 말린 뿌리를 사용한다. 연구진은 20시간 정도 물에 담가 놓은 황기 씨를 물 빠짐이 좋은 플라스틱 상자에 펼쳐놓고 하루 4회 물을 주며 15일간 키운 뒤, 동결 건조해 황기 새싹 추출물을 만들었다. 이어 실험실에서 뇌에 파킨슨병이 진행될 때 상황과 비슷하게 만든 ‘파킨슨병 세포 모델’에 추출물을 처리했다. 그 결과 황기 새싹 추출물이 신경세포가 죽는 것을 막고 신경세포를 증식시키는 것을 확인했다. 앞선 실험에서 연구진은 신경세포에 아미노산인 트립토판을 투여하면 신경세포 증식이 활발해지는 것을 확인했는데, 이 트립토판과 비슷한 흐름이 이번 황기 새싹 추출물에서도 나타났다. 일반적으로 새싹이 틀 때는 곰팡이, 박테리아 등 외부의 적으로부터 자신을 방어하기 위해 씨앗 상태에서는 없던 효소, 비타민, 각종 아미노산 등 신물질을 합성한다. 새싹은 재배 기간이 짧고, 일 년 내내 생산할 수 있다. 노지 재배와 달리 토양에 의한 오염이 없고 본래 식물과 씨앗이 갖는 특성과 싹이 갖는 성분을 함께 갖는 경우가 많아 영양과 기능성 측면에서 식품용 소재로써 활용 가치가 높다. 황기 새싹은 식품의약품안전처의 식품 원료에 등록된 안전성이 확보된 소재이며 콩나물처럼 재배가 쉽다. 농진청은 앞으로 황기 새싹을 기능성 식품 소재로 사용할 수 있도록 산업체 등과 협업해 추가 연구를 이어갈 계획이다. 농진청 국립원예특작과학원 김금숙 특용작물이용과장은 “황기 새싹 조성물의 뇌 신경세포 보호 효과를 확인한 이번 연구를 통해 황기의 새로운 이용 방법인 새싹에 대한 관심이 늘 것으로 기대한다”고 전했다. kang1231@fnnews.com 강인 기자

[파이낸셜뉴스] 뇌신경세포 가지돌기 가시 중 일부의 모양을 조작하면 약물 중독 조절이 가능하다는 연구 결과가 나왔다. 16일 연세대학교 의과대학 생리학교실 김정훈 교수 연구팀은 중격측좌핵에서 발현하는 단백질을 인위적으로 조작해 가지돌기 가시의 변화를 유도했고 정신신경 자극제가 야기하는 약물 중독 반응의 발현을 억제했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 국제신경화학회 학술지 신경화학저널(Journal of Neurochemistry) 온라인판 최신호에 게재됐고, 과학기술정보통신부가 주관하는 기초연구실지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받았다. 뇌 안에 위치한 대뇌 보상회로를 자극하면 쾌감이 만들어져 특정 행동을 반복하고자 하는 동기가 생긴다. 중독성 약물은 보상회로에 과도한 쾌감을 비정상적으로 유도하고, 결국 일상 생활에 지장을 초래하는 병적 중독상태에 이르게 한다. 가지돌기 가시는 신경세포 간 신호전달에 있어 매우 중요하고, 새로운 행동의 형성과 밀접한 관련이 있다. 중독성 약물이 대뇌 보상회로 내 가지돌기 가시에 양적인 변화를 일으킨다는 것은 기존에 알려져 있었다. 하지만 가지돌기 가시의 다양한 형태에 따른 질적인 변화와 약물 중독과의 관련성을 심도 있게 분석한 것은 이번이 처음이다. 먼저 실험용 쥐에게 정신신경 자극제인 암페타민을 반복적으로 투여해 중독의 대표적인 증상인 ‘행동민감화 반응’을 유도했다. 이들 쥐에서 중격측좌핵의 가지돌기 가시 중 일부 얇은 가시가 증가하는 것을 관찰했다. 연구팀은 가지돌기 가시의 성숙도를 조절하는 라딕신이란 단백질의 인산화를 모방한 돌연변이 유전자를 바이러스를 통해 중격측좌핵에서 과발현시켰다. 그 결과, 암페타민 행동민감화 발현이 억제됐고, 중격측좌핵 내 가지돌기 가시 중 얇은 모양의 가시 상당수의 몸길이가 길어져 있었다. 이번 연구는 중독성 약물에 의해 중격측좌핵의 가지돌기 가시에 질적인 형태 변화가 나타나며 이를 인위적으로 조작하면 중독 행동의 발현을 억제할 수 있다는 것과 함께 이 과정에서 라딕신 단백질이 중요한 역할을 수행하는 것을 처음으로 규명했다. 김 교수는 “이번 연구 결과를 토대로 앞으로 라딕신의 가지돌기 가시 조절 작용 기전과 중독 행동에서의 역할을 보다 심도있게 연구해나갈 계획”이라고 말했다. vrdw88@fnnews.com 강중모 기자

[파이낸셜뉴스] 알츠하이머병에 걸린 쥐에 림프구성 백혈병 항암제를 투여하자 뇌 신경세포가 살아났다. 아직까지 알츠하이머병에 항암제 효능을 평가한 연구는 없었다. 한국뇌연구원은 허향숙 박사팀이 경북대 의대 석경호 교수팀과 공동으로 항암제 '이브루티닙'에서 알츠하이머병 치료 및 예방 효과를 발견했다고 18일 밝혔다. 허향숙 박사는 "아직까지 근본적인 치료제가 없는 알츠하이머병에 대한 치료 가능성을 제시하고, 신약 재창출 기법을 통해 다양한 퇴행성뇌질환에 대한 신약 개발 시간을 크게 줄일 수 있을 것"이라고 기대했다. 연구진은 알츠하이머병에 걸린 실험쥐에 14일간 이브루티닙을 투여했다. 실험결과 알츠하이머병의 핵심 원인물질이 모두 줄어들었다. 또한 이 물질이 줄어들자 신경염증이 완화됐다. 연구진은 이와함께 신경돌기가 만들어지는 것이 촉진됐으며 장기기억 향상을 이끌어냈다고 설명했다. 아밀로이드 베타와 타우는 알츠하이머병의 핵심 원인물질로 알려져 있다. 연구진은 이브루티닙이 비아밀로이드 생성 경로를 촉진해 아밀로이드가 쌓이는 것을 감소하고, 이와 더불어 신경섬유를 얽히게 만드는 타우를 조절하게 되는 것을 확인했다. 허향숙 박사는 "후속 연구로 퇴행성 뇌질환의 병리기전 조절에 효과가 있는 약물을 지속적으로 연구하고 발굴해 나갈 예정"이라고 밝혔다. 이번 연구성과는 노화 과학 분야 세계적 수준 국제 학술지 '노화 세포(Aging cell)'에 16일자로 온라인 게재됐다. 한편, 대표적 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머병은 아밀로이드 베타(Aβ)의 축적물인 노인성 반과 과인산화된 타우의 응집체인 신경섬유얽힘이 특징이다. 높은 발병률에 비해 명확한 병리기전과 근본적인 치료방법이 아직까지 없는 것으로 알려져 있다. 또, 이브루티닙은 백혈구의 일종인 B-세포 림프종치료를 위해 미국 FDA 승인을 받은 대표적인 항암제다. 과거 많은 연구를 통해 다양한 염증모델에서 염증억제 효과가 보고된 바가 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 갑작스러운 외부충격으로 뼈나 장기가 파손되거나, 세포 조직에 염증이 생겼을 때 가장 먼저 나타나는 증상이 '통증'이다. 통증은 실질적·잠재적인 신체 손상으로 인한 육체적·정서적·사회적인 불쾌한 경험으로 정의된다. 통증이 30일 이내에 그치면 급성통증, 그 이상 지속되면 만성통증으로 분류된다. 급성통증은 피부를 베이거나, 가시에 찔리거나, 불에 데이거나, 뼈가 부러질 때 갑작스럽게 나타나는 통증이다. 대부분 통증 부위가 좁고 내과적·외과적 처치로 원인을 제거하면 사라진다. 만성통증은 질병을 장기간 방치하거나, 잘못된 치료를 받아 후유증이 남거나, 통증조절체계에 문제가 생겨 발생한다. 통증을 일으키지 않을 만한 자극으로도 아픔을 느끼는 이질통, 별다른 자극이 없는데도 평소 자연히 통증이 생기는 자발통, 특정 부위가 과도하게 아픈 통각과민이 특징적으로 나타난다. 실제 임상에선 신경통, 근육통, 관절통, 요통, 두통, 환상통, 암성통증 등이 만성화돼 나타나는 경우가 많다. 만성통증은 당장 생명에 심각한 위협을 가하는 것은 아니지만 지속적·반복적인 고통을 줘 환자의 삶을 조금씩 갉아먹는다. 통증으로 인해 걷기 등 기본적인 일상에 어려움을 겪게 되면서 삶의 질이 저하되고 우울증 같은 정신질환이 동반되기 쉽다. 반복된 통증을 견디지 못하고 자살을 시도하는 경우도 적잖다. 이밖에 만성통증은 실직, 가정불화, 인간관계 단절, 공공 의료비용 증가, 장애로 인한 사회적 비용 증가, 노동력 상실로 인한 개인 및 사회적 손실 등을 초래하는 주요인으로 꼽히고 있다. 만성화된 통증은 마땅한 치료법이 없다. 흔히 통증 치료하면 떠올리는 스테로이드는 급성통증을 단기간 완화할 뿐 만성통증에 대한 효과는 입증되지 않았으며, 근본치료가 아니여서 언제든 통증이 재발할 수 있다. 골다공증, 비만, 혈당 상승, 관절·연골 손상, 피부색 변화, 무혈성괴사증 등 부작용에 대한 우려도 스테로이드 사용을 망설이게 하는 이유다. 최근엔 뇌 속 통증신호 전달 체계에 적정 수준의 전기자극을 가해 만성통증을 개선하는 방법이 좋은 효과를 보이고 있다. 질병 치료에 전기를 이용하는 방법은 이미 200여년 전부터 시도됐으며, 1931년 노벨생리의학상 수상자인 독일의 생화학자 오토 바르부르크 박사가 전기생리학의 개념을 처음 정립했다. 여러 선행연구에 따르면 대뇌와 시상하부의 연결 부위엔 미세한 회백질띠로 이뤄진 불확대(不確帶), 이른바 불확정영역(zona incerta)이 존재한다. 아직까지 명확한 역할이 밝혀지지 않아 불확정으로 명명됐다. 이 영역 안엔 인간의 감각기능과 연관될 것으로 추정되는 별아교세포(astrocyte)가 자리잡고 있다. 이배환·차명훈 연세대 의대 생리학교실 교수팀이 국제학술지 '사이언티픽리포트(Scientific Reports)'에 발표한 연구논문에 따르면 만성통증을 느끼는 사람은 별아교세포의 수가 현저히 적고 활성도도 낮은 것으로 나타났다. 이 때 뇌에 전기자극을 가하면 신경세포를 연결하는 시냅스(Synapse)가 활성화되면서 별아교세포의 활동이 촉진되고 손상된 세포가 재생돼 통증 강도가 감소했다. 임상에서 스테로이드를 이용한 약물치료의 대안으로 관심을 모으고 있는 비수술 통증치료법인 '호아타요법'도 이같은 전기생리학에 기반을 두고 있다. 심영기 연세에스의원 원장은 "호아타요법은 피부 10~15㎝ 아래까지 미세전류를 흘려보내 신경세포 대사를 촉진, 통증을 개선하고 장기적으로 면역력을 높여 통증 재발까지 막는 효과를 볼 수 있다"며 "머리 부위에 호아타요법을 실시해 뇌에 전기자극을 가하면 음전하를 띤 정전기가 손상된 신경줄기를 따라 흐르면 신경의 감각전달 능력이 정상화되고 신경세포가 튼튼해진다"고 설명했다. 심 원장은 다양한 원인에 의한 급성·만성 통증, 감각이상, 암성통증, 신경마비, 섬유근육통 등 난치성질환 치료에 호아타요법을 적용해 좋은 임상결과를 거두고 있다. 심 원장은 "통증이 가장 심한 부위에 1회당 5초 이상 수차례 전기를 흘려보내면 통증이 완화되는 효과를 볼 수 있다"며 "치료 후 2~5일이 지나면 전위가 다시 떨어져 통증이 재발할 수 있으므로 1주일에 2~3회 간격으로 반복치료를 받는 게 좋다"고 말했다. 이어 그는 "호아타요법은 치료 후 상처가 생기거나 멍이 들지 않아 미용적으로 우수하고, 스테로이드 등 화학약품 오·남용으로 인한 부작용 위험에서 벗어나는 데 도움이 될 것"이라고 강조했다. pompom@fnnews.com 정명진 기자

에스에프씨가 미국 캘리포니아 호그메모리얼 병원(Hoag Memorial Hospital)의 퇴행성 뇌•신경계 질환 전문 신경외과 의사 크리스토퍼 듀마(Christoper Duma) 박사와 지주회사를 설립한다. 이와 함께 인젝션 치료법 임상 시험을 한국, 미국, 일본에서 진행한다. 에스에프씨는 17일 “듀마 박사와 인젝션 기술 기반의 치료제 개발을 위해 미국 현지에 지주회사 설립에 돌입했다”며 “인젝션 치료법은 환자의 자가지방유래 줄기세포를 뇌에 직접 주사해 치매, 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌•신경계 질환을 치료하는 기술”이라고 밝혔다. 1차적으로 한국, 미국, 일본 세 국가에서 임상 진행 후 품목허가를 획득할 예정이다. 줄기세포 치료에 대한 법과 제도가 마련돼있고 시장규모가 큰 선진국 시장에서 먼저 진행해 사업적 리스크를 줄인다는 전략이다. 국제알츠하이머병협회(ADI)에 따르면 전세계 치매치료제 시장 규모는 급성장해 오는 2024년 13조 5000억원에 육박할 것으로 예상된다. 국내 치매 환자도 급증 추세를 보이고 있어 치매 국가책임제 시행을 통해 범정부적 지원에 나선 상황이다. 중앙치매센터에 따르면 국내 고령화가 급속도로 진행되며 12분마다 1명씩 치매환자가 발생하고, 80세 이상 노인 4명 중 1명꼴로 치매를 앓고 있다. 에스에프씨는 한국과 일본에서의 임상을 위한 바이오벤처도 국내에 설립할 예정이다. 국내에 설립되는 바이오벤처는 듀마 박사가 공동 대표이사로 취임해 사업 추진에 속도를 더한다. 회사 관계자는 “지주회사 설립 후 임상시험 승인을 위한 시험계획(IND) 절차를 진행하고 국내와 일본에서 내년 안으로 1상에 진입할 계획”이라며 “현재까지 뚜렷한 치료제가 없고 시장 규모가 큰 치매치료제 시장에 안전하고 효과적인 치료제가 개발될 것이라고 기대한다”고 밝혔다. 이어 “듀마 박사는 지난 3년간 31명의 환자들을 대상으로 110회 이상 시술을 실시해 안전성 및 효과를 입증했다”며 “직접 시술했던 결과를 활용해 최대한 조속하게 신약 허가를 획득할 것”이라고 강조했다. kjw@fnnews.com 강재웅 기자

【울산=최수상 기자】 국내 연구진에 의해 뇌신경세포 발달에 중요한 역할을 하는 단백질의 생성원리가 밝혀졌다. UNIST는 26일 생명과학부의 민경태 교수팀과 POSTECH 융합생명과학부의 김경태 교수팀이 공동으로 신경세포의 발달과 시냅스(synapse) 형성에 중요한 ‘코필린(cofilin)’의 메커니즘을 처음으로 규명했다고 밝혔다. 뇌신경세포 발달에 문제가 생기면 지적장애를 비롯한 각종 뇌질환이 나타난다. 이를 예방하거나 치료하려면 뇌신경세포가 어떻게 만들어지는지 알아야 하는데, 국내 연구진이 이를 조절하는 핵심 단백질의 생성원리를 밝힌 것이다. UNIST에 따르면 인간의 뇌 속에는 대뇌피질에만 약 100억 개의 신경세포(neuron)가 존재한다. 신경세포끼리 연결된 구조를 시냅스라고 하는데, 여기서 신호가 전달돼 정보처리와 저장이 이뤄진다. 시냅스 구조는 자극에 따라 역동적으로 조절돼 숫자나 모양이 달라진다. 이때 신경세포 끝에서 가지처럼 뻗어나가는 축삭돌기(axon)의 방향 설정이나 성장속도가 매우 중요하다. 김경태 POSTECH 교수는 “시냅스 연결이 정확하지 않으면 뇌세포 간에 신호전달이 방해될 뿐 아니라 기억과 학습 능력에도 차질이 생긴다”며 “이번 연구로 뇌 발달에 대한 근본적인 이해가 가능해져 뇌 발달장애의 예방과 치료에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다. 코필린은 액틴(actin)이라 불리는 미세섬유와 상호작용해 신경세포 축삭돌기의 성장 속도와 방향조절을 유도한다는 건 이미 알려졌다. 그러나 코필린 자체가 어떻게 만들어지는지 밝혀지지 않았다. 민경태 UNIST 교수는 “이번 연구는 코필린 단백질이 신속하게 합성되면서 액틴의 길이와 방향을 조절해 정확한 시냅스가 형성되도록 돕는다고 정리할 수 있다”며 “뇌신경 발달장애를 막는 핵심 단백질의 생성원리를 밝힌 것이라 향후 지적장애 유발 뇌질환 치료에 큰 역할을 할 것”이라고 기대했다. 이번 연구결과는 분자생물학 분야의 세계적 권위의 학술지인 ‘엠보 저널(The EMBO Journal)’에 게재됐다. 연구지원은 한국연구재단의 리더연구자지원사업과 뇌과학원천기술과제, 차세대바이오그린21과제를 통해 이뤄졌다. ulsan@fnnews.com 최수상 기자

뇌 신경세포가 정상적으로 자라고 제자리를 찾는 데 중요한 단백질이 발견돼 다양한 지적장애의 공통 원리를 찾는 연구가 한층 가속화될 전망이다. 23일 UNIST(울산과기원, 총장 정무영) 생명과학부의 민경태 교수팀은 다운 증후군 지적장애의 원인 중 하나로 알려진‘DSCR1(Down Syndrome Critical Region 1)’단백질이 뇌 신경세포의 축삭돌기를 발달시키는 동시에 내비게이션 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 축삭돌기는 신경세포 끝에 있으며, 신경세포 네트워크 형성에 중요한 역할을 한다. 민경태 교수는 “뇌가 발달하는 동안 신경세포간의 네트워크 형성은 지능과 인식에 중요한 역할을 한다”며 “DSCR1이 신경세포 네트워크 형성에서 중요하다는 사실을 밝힌 이번 연구는 다운 증후군을 비롯한 지적장애를 이해하는 발판이 될 것”이라고 말했다. 민 교수팀은 DSCR1 유전자가 없거나 너무 많이 발현된 생쥐로 이번 연구를 진행한 결과 DSCR1 유전자가 사라진 생쥐의 축삭돌기는 발달이 현저하게 저하됐고, 신경세포 네트워크 형성에 중요한 축삭돌기 말단의 회전 능력이 사라졌다. 반대로 DSCR1 유전자가 과하게 발현된 생쥐는 신경세포 축삭돌기 발달이 지나치게 활성화됐고, 회전 능력도 정상세포보다 상당이 높게 나타났다. 민 교수는 “두 경우 모두 정상적인 뇌 발달을 저해한다고 여겨진다”며 “이는 DSCR1 단백질이 뇌 신경세포의 발달과 네트워크 연결에 큰 역할을 한다는 증거”라고 설명했다. 연구진은 또 DSCR1 유전자가 다른 지적장애 유발 단백질과 상호작용한다는 사실도 밝혀냈다. DSCR1 과발현 생쥐는 축삭돌기 말단에서 지나친 회전이 나타난다. 이는 신경세포가 제자리를 찾는 내비게이션 기능이 비정상임을 의미하는데, 이를 회복시키는 데 X-염색체 증후군을 유발하는 단백질이 효과를 나타낸 것이다. 민 교수는 “DSCR1 과발현 생쥐에서 나타나는 축살돌기 말단의 지나친 회전은 FMRP 단백질(fragile X mental retardation protein)을 줄이자 정상으로 회복됐다”며 “이는 두 단백질들이 뇌 신경세포의 내비게이션을 조절하는 공통적인 분자적, 세포학적 과정에서 역할을 하고 있음을 보여준다”고 말했다. 이어 “DSCR1 단백질이 뇌 신경세포 발달에 큰 역할을 하며, 이 단백질이 FMRP 단백질과 상호작용한다는 사실을 밝힌 점은 학술적으로 큰 가치가 있다”며 “다운 증후군이나 취약 X-염색체 증후군과 같은 지적장애들이 공통적인 분자세포학적 기작을 통해 발생할 수 있다는 가설을 뒷받침한다”고 강조했다. 한편 이번 연구 결과는 세포 생물학 분야에서 세계 최고 권위의 학술지인 저널 오브 셀 바이올로지(Journal of Cell Biology) 5월 23일자에 'DSCR1 is required for both axonal growth cone extension and steering'이란 논문명으로 게재됐다. kky060@fnnews.com 김기열 기자

한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 기능커넥토믹스연구단 브래들리 베이커박사 해외 유치과학자가 주축이 된 국내 연구진이 신경세포의 전기적 활동을 시각적 신호로 전환할 수 있는 형광단백질 센서 '봉우리'를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 기능커넥토믹스연구단 브래들리 베이커박사 연구팀은 빛을 통해 빠른 뇌 활동을 실시간으로 측정할 수 있는 바이오 센서를 개발했다고 8일 밝혔다. 봉우리는 현재까지 개발된 단백질 센서 중 가장 빠른 반응속도를 보였을 뿐 아니라 뇌의 다양한 영역에서 신경활동 변화를 동시에 관찰하는 것이 가능하다. 연구팀에 따르면 뇌의 신경계는 자극이 가해지면 전압 변화가 일어나는데, 이러한 전기적 활동을 통해 정보를 전달한다. 구체적으로 신경세포는 전기적 자극 혹은 신경전달물질에 의해 세포막의 이온 투과도가 변하고, 이때 전압의 +극과 -극이 뒤바뀌는 역전현상이 일어난다. 이러한 현상을 '활동전위'라 부르는데, 하나의 활동전위는 1~2 밀리초(1000분의 1초)로 빠르게 일어난다. 활동 전위는 냄새, 소리, 운동 등 뇌를 통해 일어나는 모든 반응을 전달하는 매개체가 되기 때문에 활동전위를 파악하는 것은 뇌 연구에 필수적이다. 이에 연구팀은 활동전위와 같은 뇌의 전기적 활동을 광학적 신호로 바꾸기 위해 유전적으로 변형된 형광단백질 전압센서를 제작했다. 이번에 개발된 봉우리는 8 밀리초의 반응시간으로 활동전위 측정이 가능해 기존의 형광 단백질 센서(40 밀리초)에 비해 센서의 시간 해상도가 5배나 높다. 또한 60㎐(1 초에 60번)로 발화되는 활동전위를 측정할 수 있다. 이는 세계적으로 보고된 센서 중 가장 빠른 센싱 속도로, 일반적인 세포의 발화는 50~60㎐ 로 일어나기 때문에 봉우리를 사용하게 되면 대부분의 세포의 신경전달 상태를 파악하는 것이 가능하다. 브래들리 박사는 "본 연구로 하나의 신경회로 또는 수천개의 신경회로를 한눈에 실시간으로 볼 수 있게 되었고 전에 볼 수 없었던 기능적 뇌활성지도를 제작 할 수 있게 됐다"며 "머지않은 미래에는 정상과 비정상인 뇌의 변화를 확인할 수 있게 될 것이고, 이를 통해 질병의 근본적인 원인을 파악하여, 자폐증과 같은 뇌질환의 원인규명 및 치료제 개발에도 이용될 수 있을 것"이라고 기대했다. 한편, 이번 연구는 신경과학 분야의 권위있는 학술지인 '저널 오브 뉴로사이언스' 1월 7일에 게재됐다. bbrex@fnnews.com 김혜민 기자