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시냅스의 균형을 돕는 물질

Molecule may help maintain brain's synaptic balance

시냅스 연결의 한 형태를 이루는 수용체가 뇌 형성에 대한 새로운 단서를 제공하고 있다. 많은 신경 질환은 손가락에서 뇌까지 감각이나 정보를 전달하는 시냅스나 뉴런의 접점이 오작동하기 때문에 발생한다. 우리 뇌는 신호를 전달하는 흥분 시냅스와 신호를 차단하는 억제 시냅스 간의 균형을 주의 깊게 맞추고 있다. 이 균형이 무너지면 뇌는 정상적으로 정보를 처리할 수 없어 간질과 같은 비정상 상태를 보인다.

토마스 제퍼슨 대학의 연구팀은 이 흥분 및 억제 뉴런의 균형을 유지하는데 도움을 주는 역할을 하는 것으로 보이는 분자를 발견했다. 이 연구는 하워드 휴즈 의학 연구소(Howard Hughes Medical Institute), 웰컴 트러스트(Wellcome Trust), 막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute)의 프로젝트를 발행되는 저널 이라이프(eLife)에 게재되었다.

제퍼슨 대학 비키 앤 잭 파버 신경과학연구소의 티모시 모스카 신경과학과 교수는 LRP4라는 물질을 발견했는데, 이 물질이 하나의 뉴런에서 다른 뉴런으로 신호를 계속 전달하는 흥분 시냅스를 만드는 중요한 역할을 하는 것을 알아냈다. 과일파리에서 LRP4 유전자의 발현을 억제하면, 뇌의 흥분 시냅스 연결이 40%까지 줄어들었으나 억제 시냅스는 영향을 주지 않았다. 이 발견은 이 물질이 특정 시냅스 한 종류에만 반응한다는 것을 보여주고 있다.

연구팀은 팽창 현미경(expansion microscopy)이라는 새로운 기술을 이용하여 과일파리 뉴런을 더 자세히 관찰할 수 있었다. 대부분의 경우 작은 것을 더 좋은 해상도로 관찰하려면 더 나은 현미경이 있어야 한다. 다른 방법으로는 작은 것을 크게 만들면 된다. 관찰 대상 뉴런에 물을 흡수하면 팽창하는 화학물질을 투입하여 관찰 대상인 뉴런과 시냅스를 더 명확하게 볼 수 있도록 팽창시킬 수 있었다.

시냅스 생물학에 관여하는 대부분의 분자는 흥분 및 억제 뉴런에 모두 필수적이다. 하지만 흥분 시냅스 한 쪽에만 영향을 주는 분자를 발견할 수 있었다면, 아직 발견되지 않은 억제 뉴런에만 영향을 주는 분자를 예상할 수 있음을 시사한다. 흥분 및 억제 시냅스에만 영향을 주는 독특한 생물학을 더 잘 이해하는데는 오랜 시간이 걸릴 수도 있지만 간질, 자폐증, 조현병과 같은 시냅스 기능 이상과 관련된 많은 질환을 치료하는 연구를 도울 수 있을 것이다.

정상적인 뇌 기능에 있어 필수적인 신경전달의 균형을 잡을 수 있는 후보 물질이 발견되었으며 반대 역할을 하는 물질을 찾을 수 있는 실마리를 제공하고 있다.
 

관련연구자: Timothy Mosca

관련기관: Thomas Jefferson University

본문키워드(한글): 시냅스, LRP4, 팽창현미경, 흥분, 억제

본문키워드(영문): synapses, LRP4, expansion microscopy, excitatory, inhibitory

국가: 미국

원문출판일: 2017-06-13

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/06/170613111629.htm