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학습·기억· 인지기능 ‘고삐’ 잡는 신경회로 유전자 발견

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입력 :ㅣ 수정 : 2020-11-08 16:52 과학 섹션 목록 확대 축소 인쇄
국내 연구진이 기억과 학습에 관여하는 새로운 신경회로와 메커니즘을 발견했다.  미국 국립보건원(NIH) 제공

▲ 국내 연구진이 기억과 학습에 관여하는 새로운 신경회로와 메커니즘을 발견했다.

미국 국립보건원(NIH) 제공

국내 연구진이 학습과 기억, 인지기능과 관련한 새로운 신경회로와 유전자를 발견했다.

경희대 의대, 충남대 생명과학과, 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹 연구팀은 뇌에서 인지, 학습, 기억의 메커니즘에 관여하는 새로운 신경회로와 원인 유전자를 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신과학’에 실렸다.

연구팀은 뇌 고삐핵에서 인지장애와 관련한 유전자 GNG8를 발견했다. 뇌 고삐핵은 정서나 혐오 같은 감정조절과 수면에 관여하는 부분으로 알려져 있었을 뿐 인지기능과 관련한 구체적인 관련성은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 고삐핵에서 ‘삼돌이’라는 유전자가 활성화되지 않을 경우 자폐증으로 이어질 수 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 삼돌이는 신경계에서 발현되는 사이토카인 유전자로 자폐증 관련 핵심인자로 보고됐다.

연구팀은 삼돌이처럼 뇌 고삐핵에서 특이적으로 발현되는 GNG8라는 유전자가 인지장애와 밀접한 관계를 갖고 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 유전자 가위기술을 이용해 GNG8 유전자를 제거한 생쥐를 대상으로 수동회피검사와 수중미로검사를 실시한 결과 장기기억과 공간학습 같은 인지관련 장애가 발생한다는 것을 확인했다.

연구팀은 이같은 인지기능 저하가 뇌 고삐핵에서 기억과 학습을 조절하는 대표적인 신경전달물질인 아세틸콜린과 그 합성효소가 현저히 적게 생성되기 때문에 나타나는 결과라고 설명했다. 아세틸콜린이 적게 합성되면 학습과 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마의 장기강화 효과가 눈에 띄게 감소한다. 실제로 알츠하이머 치매도 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 쌓이면서 아세틸콜린이 생성이 적어지면서 나타나기 때문에 기억력 손상 완화를 위해 아세틸콜린분해효소 저해제가 사용되기도 한다.

연구팀은 생쥐에게 아세틸콜린 신호전달을 강화하는 화합물을 투여할 경우 장기기억과 공간학습 장애가 회복되는 것이 관찰됐다고 밝혔다.

심인섭 경희대 의대 교수는 “이번 연구는 인지결핍을 동반하는 발달장애의 새로운 원인 유전자를 밝혀냈으며 기존의 중격-해마 기억회로 이외에 내측 고삐핵-대뇌다리사이핵 신경회로도 학습과 기억을 관장하는데 중요한 역할을 환다는 것을 새롭게 규명했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 심 교수는 “이번 연구는 지적장애, 발달장애, 정서장애 분야의 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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