KAIST '시냅샷 기술' 성공...기억·인지 과정 실시간 관찰

'뇌 질환' 원인 규명 핵심 역할 기대

KAIST는 허원도 생명과학과 교수 연구팀이 세계 최초로 시냅스의 형성과 소멸·변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술 개발에 성공했다고 9일 밝혔다. 사진은 시간이 지남에 따라 새로 형성되거나 사라지는 시냅스 관찰. [출처=KAIST]

사람 뇌 속에는 약 860억 개의 신경세포와 신경세포 간의 신호를 주고받아 인지·감정·기억 등과 같은 다양한 뇌 기능을 조절하도록 돕는 600조 개에 달하는 시냅스가 존재한다. 노화나 알츠하이머병과 같은 질병 상황에서 시냅스는 감소하는 것으로 알려져, 시냅스에 관한 연구가 주목받고 있지만 아직 시냅스의 구조 변화를 실시간으로 관찰하는 데에는 한계가 있다.

KAIST는 허원도 생명과학과 교수 연구팀이 세계 최초로 시냅스의 형성과 소멸·변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술 개발에 성공했다고 9일 밝혔다. 연구에는 권형배 존스홉킨스 의과대학 교수 연구팀과 기초과학연구원(IBS) 인지·사회성 연구단의 이상규 박사 연구팀이 공동으로 참여했다.

허 교수 연구팀은 형광 단백질(ddFP)을 시냅스와 결합시켜 신경세포 간의 시냅스 연결 과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술을 시냅스(Synapse)와 스냅샷 (Snapshot)을 조합한 시냅샷(SynapShot)이라고 이름 지었다. 기존에는 구현하기 어려웠던 시냅스 형성과 소멸 그리고 역동적인 변화 과정을 실시간으로 추적하고 관찰하는데 성공했다는 설명이다.

이 IBS 박사는 "생애주기별 시냅스의 형성, 소멸 과정의 역동성이 어떻게 조절되는지를 밝힐 수 있다"며 "이러한 과정에 문제가 생겼을 때 어떻게 뇌 발달 장애·퇴행성 뇌 질환 등으로 이어질 수 있는지 그 원인을 규명하는데 중요한 역할을 할 것"이라고 말했다.

허 교수는 "시냅샷 기술로 과거에는 구현하기 어려웠던 시냅스의 빠르고 역동적인 형성과 변화를 직접 관찰할 수 있는 가능성을 열었다"며 "이 기술은 뇌과학 연구분야의 연구방법론에 혁신을 가져올 것으로 예상되며 뇌 과학의 미래를 밝히는 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.