국내 연구진, 신경전달물질 분석시스템 개발

보톡스 대체물 발굴 기대

국내 연구진이 인간 신경세포들 사이에서 신호를 전달하는 과정인 시냅스소낭 막융합을 안정적으로 분석하는 시스템을 개발했다.

신경전달 과정에 대한 이해는 물론 보톡스 같은 신경전달에 관여하는 물질의 발굴을 위한 핵심도구로 활용될 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 2일 전영자 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 교수팀이 신경전달물질 분석시스템을 개발했다고 밝혔다.

신경세포 간의 신호전달의 핵심은 신경세포 안에 존재하며 다양한 신경전달물질을 담고 있는 시냅스소낭이 신경세포의 막과 융합하는 과정이다.

신경전달물질 연구에서 시냅스소낭 막융합 과정을 분석하기 위해 신경세포의 생체막을 이용하는 것이 좋지만 비용이 많이 들고 분석이 어렵다. 또 현재 합성리포좀을 이용하는 방식이 널리 사용되고 있어 실험결과 해석은 용이하지만 합성물질이라는 한계가 있었다.

이에 연구진은 사람의 스네어(생체막융합을 유도해 세포 내 물질이동을 조절하는 단백질) 유전자를 가진 효모를 제작하고 인간 시냅스소낭 막융합을 모방한 효모 액포 사이의 막융합 반응을 시험관에서 구현했다.

이는 효모에서 매번 동일한 스네어 단백질을 가진 액포를 분리, 정제할 수 있어 기존 분석시스템의 재현성 문제를 극복할 수 있다. 효모는 대량 배양에 유리하기 때문에 화합물 발굴 등 대규모 스크리닝 연구에 응용할 수 있다는 것도 장점이라는 게 연구진의 설명이다.

전 교수는 “개발된 분석시스템이 인간의 시냅스소낭 막융합의 특성을 그대로 보여주고 있어 보톡스의 효능개선, 대체물 개발 등 다양한 연구활동에 기여할 것”이라고 밝혔다.

연구결과는 국제학술지 미국국립학술원회보(PNAS) 온라인판 5월12일자에 게재됐다.

◆ 시냅스소낭 막융합은 신경세포에서 다른 신경세포로 신호를 전달할 때 감정, 행동, 기억 등 두뇌활동을 매개하는 신경전달물질이 담긴 시냅스소낭이 신경세포막과 막융합을 통해 시냅스 간극으로 신경전달물질을 분비하는 과정이다.

◆ 액포(vacuole)란 사람 세포의 리소좀에 해당하는 효모의 세포 소기관으로 단백질, 지질 등 다양한 생체 고분자 물질의 분해 및 재활용이 일어난다.

김은경 기자 cr21@