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연세대 윤태영 교수팀, 뇌 신경세포 통신을 조절하는 스위치 찾다

작성일 : 2016.07.06 조회수 : 574



연세대학교(총장 김용학) Y-IBS 과학원 윤태영 교수팀이 이노시톨 7인산이 시냅토태그민을 통해 신경세포 통신을 강력하게 조절할 수 있음을 규명했다.

이번 연구는 윤 교수 연구팀과 카이스트 생명과학과 김세윤 교수 연구팀, 경희대 의과대학 김성현 교수 연구팀의 주도 하에 이루어졌다. 총 4개국 6개의 연구팀들이 참가한 이번 연구는 신경세포 생물학부터 초해상도 광학 이미징까지를 망라하는 다학제 간 연구로 진행됐다. 연구 결과는 권위있는 학술지인 미국국립과학원 회보(PNAS)지에 6월 30일(미국시간) 발표됐다. 
 
곡류나 콩 등의 식물에 존재하는 이노시톨 다인산 대사체는 생체 내에 반드시 필요한 화합물이다. 그 중에 하나인 이노시톨 6인산은 항암효능이 뛰어난 것으로 알려져 있을 정도로 세포의 신호체계에서 중요한 역할을 하는 물질이다.
 
이노시톨 7인산은 이노시톨 6인산에 인산염이 하나 더 붙은 분자로서, 20여 년 전에 처음 발견됐다. 최근에는 이노시톨 7인산이 당뇨와 비만을 형성하는 데 있어 핵심적인 역할을 하는 것이 속속 밝혀지고 있다. 이노시톨 다인산 대사체가 생체 내에 불균형하게 존재할 때 정신질환 및 신경퇴행성질환이 야기되는 것으로 알려져 있다. 그러나 이노시톨 7인산이 뇌 신경세포와 신경전달에서 어떠한 역할을 수행하며 어떻게 작용하는지는 아직 명확한 메커니즘이 밝혀져 있지 않은 상황이다.
 
윤 교수팀은 수년 간 세포 밖에서 신경전달 현상을 재현하는 연구를 수행, 이 부분에 독보적인 기술력을 축적해왔다. 또한 이노시톨 다인산 대사체를 수년 간 연구해 온 김세윤 교수 연구팀은 이노시톨 7인산이 매우 소량으로 존재할 때에도 세포 신호전달을 조절할 수 있는 강력한 물질이라는 것을 밝혀냈다. 두 연구팀은 공동연구를 통해 합성된 이노시톨 7인산이 신경전달 재현 시스템에서 이노시톨 6인산보다 수십 배 강한 효과로 신경세포 통신을 억제한다는 것을 최초로 관찰했다. 특히 이노시톨 7인산이 신경전달을 위한 핵심 단백질 중에 하나인 시냅토태그민을 직접 억제함으로써 신경세포 통신을 저해한다는 것을 증명했다. 경희대 김성현 교수 연구팀은 이노시톨 7인산이 실제 뇌 해마 신경세포에서 신경세포 전달을 저해한다는 것을 관찰했다. 이로써 공동연구팀은 이노시톨 다인산 대사체가 뇌 신경전달의 핵심 스위치라는 것을 입증했다. 
 
이번 연구결과는 다자간의 공동연구를 통해 각 분야의 전문 과학기술을 조합해 얻어낸 결과라 더욱 그 의미가 크다. 시냅토태그민과 이노시톨 7인산과의 밀접한 관계를 통해 신경세포 신호전달의 기작을 밝히고 신경질환에 대한 연구에 이바지 할 것으로 기대된다.