빛으로 신경세포의 신호를 끄고 다시 회복시키는 신기술이 개발됐다.대구경북과학기술원(이하 DGIST)에 따르면 뇌과학과 엄지원 교수 연구팀은 미국 스탠퍼드대 Alice Ting 교수 연구팀과 공동으로 빛을 이용해 신경세포 간 신호 전달을 차단한 뒤 원래 상태로 회복시키는 광제어 플랫폼 'LATeNT'를 개발했다.시냅스는 신경세포 간 정보를 전달하는 연결 부위로, 기능 이상은 불안장애와 우울증, 자폐스펙트럼장애 등 다양한 신경정신질환과 연관된다. 기존 광유전학 기술은 신경세포의 전기적 활동 제어에는 활용됐지만 특정 시냅스의 신호를 장시간 억제한 뒤 정상적으로 회복시키는 데는 한계가 있었다.연구팀은 파상풍 신경독소에 빛을 감지하는 LOV 단백질을 결합해 LATeNT를 설계했다. 이 기술은 청색광을 받을 때만 신경전달에 필요한 VAMP2 단백질을 절단해 시냅스 신호를 억제하고, 빛을 제거하면 약 24시간 안에 신경전달 기능이 자연스럽게 회복되는 가역성을 구현했다.실험에서는 쥐의 해마에 있는 특정 억제성 신경세포의 신호를 일시적으로 차단해 해당 신경회로가 불안 행동 조절에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다. 기존 광유전학 기술보다 강하고 지속적인 억제 효과도 나타났다.또 췌장 베타세포에 적용해 빛으로 인슐린 분비를 조절하는 데도 성공하면서 뇌 연구뿐 아니라 대사·면역질환 연구와 합성생물학 분야까지 활용 가능성을 제시했다.엄지원 DGIST 교수는 "LATeNT는 특정 시냅스 단백질을 시공간적으로 제어할 수 있는 최초의 분자 도구"라며 "정밀한 뇌 질환 연구와 맞춤형 치료 기술 개발에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원을 받아 DGIST와 미국 스탠퍼드대 공동연구로 진행됐다. 노희광·김동욱 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 국제학술지 네이처 메소드(Nature Methods)에 지난달 31일 온라인 게재됐다.
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