[시사오늘·시사ON·시사온= 한설희 기자]

정원석 카이스트(KAIST) 생명과학과 교수 연구팀은 박형주 한국뇌연구원 박사팀과의 협업으로 성인의 뇌가 기억을 유지하는 새로운 방식을 밝혀냈다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌·인지과학 연구 분야의 인정을 받고 지난달 23일(영국 현지시간) 최상위 국제학술지인 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다. 

뉴런(신경세포)과 뉴런 사이를 연결하는 ‘시냅스’는 뇌 안에서 정보를 학습하고 기억하는 기능을 수행한다. 기억이 형성되는 과정에서, 기존 시냅스들은 끊임없이 소멸하고 새로 생성된다. 다만 아직까진 시냅스의 소멸과 생성이 뇌의 기억과 어떤 연관성을 갖고 있는지 밝혀진 바 없다.

신경교세포는 뇌의 항상성을 유지하는 세포로 △별아교세포 △미세아교세포 △희소돌기아교세포 등으로 구성된다. 기존 연구자들 사이에선 미세아교세포가 시냅스를 제거하는 주된 세포로 여겨졌다. 미세아교세포는 뇌에서 면역을 담당하며, 죽은 세포를 제거하거나 염증 반응에 관여하는 세포다.

정원석 교수 연구팀은 성장체의 뇌에서도 미세아교세포보다 별아교세포가 더 활발하게 시냅스를 제거하고 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 별아교세포는 시냅스와 모세혈관에 접촉해 혈관에서 시냅스로 대사 물질을 운반하거나, 이들의 기능을 조절하는 역할을 한다. 

연구팀은 또한 형광 단백질을 이용한 분석법을 통해 미세아교세포 체계는 유지한 채 별아교세포가 시냅스를 제거하지 못하도록 기능을 억제했을 때, 뇌에 비정상적인 시냅스가 급증하는 것을 발견했다.

이번 연구 결과는 미세아교세포가 시냅스를 제거하는 주된 세포일 것이라는 기존 학설을 뒤집고, 별아교세포의 기능이 뇌 신경회로 기능 및 기억 형성에 필수적임을 입증한 것이다.

실제 생쥐를 대상으로 한 실험 결과, 별아교세포의 작용을 억제한 생쥐는 불필요한 시냅스가 제거되지 않았다. 동시에 새로운 시냅스가 형성되는 데도 문제가 발생했다. 

정원석 교수는 “이번 연구를 바탕으로 별아교세포가 시냅스를 제거하는 현상을 조절할 수 있게 되면, 차후 자폐증·조현병·치매 등 뇌 신경질환 치료에 새로운 전기를 마련할 수 있을 것”이라고 전망했다.

삼성전자는 지난 2017년 6월 정 교수 연구팀을 삼성미래기술육성사업 지원 대상으로 선정한 바 있다. 삼성미래기술육성사업은 대한민국 과학기술 연구 분야 육성을 목표로 삼성전자가 지난 2013년부터 1조 5000억 원을 출연해 지원하는 연구 지원 공익 사업이다. 지금까지 634개 과제에 사용된 지원금은 총 8125억 원이다.

삼성전자는 매년 상·하반기에 기초과학·소재·ICT 분야에서 각각 지원할 과제를 선정, 1년에 한 번 공모전을 열고 해당 연구를 지원하고 있다. 이밖에도 △연구 책임자들이 성과를 공유하고 토론하는 애뉴얼 포럼 △연구 성과와 산업 활용도를 연계하는 R&D 교류회 △특허 출원을 지원하는 IP멘토링 등의 프로그램도 운영 중이다.