포스텍-한국뇌연구원, 뇌 신경세포 선택적 염색 메커니즘 규명

(포항=뉴스1) 최창호 기자 = 장영태 포스텍 화학과 교수와 김범수 한국뇌연구원 신경회로 연구그룹 박사팀이 신경세포에 대한 '뉴오'(NeuO)의 선택적 메커니즘을 규명하는 데 성공했다고 26일 포스텍이 밝혔다.

포스텍에 따르면 국제화학 학술지 '앙케반테 케미'에 게재된 이번 연구 결과는 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환 진단에 활용할 신경세포 염색법 개발에 큰 도움이 될 것으로 전망되고 있다.

'뉴오'는 쥐, 원숭이, 사람에 이르기까지 여러 동물의 살아있는 산경세포만 염색하는 독특한 형광물질이다. 그러나 이 물질이 어떻게 뇌 속 신경세포만 골라 형광을 내는지에 대한 원리는 오랫동안 풀리지 않은 숙제로 남아있었다.

연구팀은 '뉴오'의 비밀을 풀기 위해 '뉴오'가 신경세포 단백질과 직접 결합한다는 가설과 세포막의 특정 통로를 통해 신경세포에서만 안으로 들어올 수 있다는 가설을 세웠고, 그 가설 중 '뉴오'의 선택적 염색 메커니즘이 '신경세포 안에서만 특정 효소(PAK6·단백질 인산화 효소)에 의해 특수한 화학적 변화를 겪는다'는 사실을 밝혀내는 데 성공했다.

인산화로 불리는 이 화학반응은 단백질이나 분자에 인산기가 결합하는 과정을 말한다. '뉴오'는 이 인산화 과정을 거치면서 형광이 더 강해지고 세포 밖으로 빠져나가지 않고 신경세포의 내부에 머물게 되는데, '뉴오'가 신경세포 속 특정 효소와 만나 형광(빛)을 내는 분자로 변환돼 세포 안에 축적되면서 형광성이 높아진다는 게 연구팀의 설명이다.

장 교수와 김 박사는 "이 연구는 10년간 풀리지 않는 수수께끼였던 '뉴오'의 선택적 염색 메커니즘을 밝혀냈단 학문적인 성과를 넘어 살아있는 뇌 속 신경세포를 세포 특이적 효소 활성에 기반해 더욱 정밀하게 추적·연구할 수 있는 길을 열었다"며 "알츠하이머병, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환 진단에 활용할 신경세포 염색법 개발에도 큰 도움이 될 것"이라고 전했다.

choi119@news1.kr