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기억이 형성되는 방법에 대한 새로운 이해

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작성자 : 의생명과학대학 날짜 : 작성일15-04-28 17:22 조회 : 885회

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기억이 형성되는 방법에 대한 새로운 이해
 
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 (2015-04-28)에서 인용
 
당신이 기억을 만들 때마다 당신 뇌의 어디선가 아주 작은 필라멘트(filament)가 한 뉴런으로부터 나와서, 이웃하는 뉴런에 전기 화학적 연결을 만든다. 이 연결이 분자와 세포적 수준에서 어떻게 형성되는가에 대한 연구가 밴더빌드대학교의 Donna Webb 교수가 주도하는 연구팀에 의해 이루어졌다.
 
이들 새로운 연결을 만드는 필라멘트는 수상돌기(dendritic spines)로 불리며, Journal of Biological Chemistry(4월18일자)에 실린 일련의 연구에서 특정한 signaling protein, Asef2가 수상돌기 형성에 핵심 역할을 한다는 것이 보고되었는데, 이 단백질은 세포의 이동과 부착(adhesion)을 조절하는 일군의 단백질에 속한다. 이 결과가 중요한 이유는 단백질 Asef2가 자폐증 그리고 알코올의존성 및 우울증의 동시 발생과 관련지어지고 있기 때문이다.
 
수상돌기의 변화(Alterations)는 자폐증, 알츠하이머 질환, 다운증후군을 비롯한 다수의 신경 및 발달성 장애와 관련이 있다는 것이 웹 교수의 말이다. 그러나 수상돌기의 형성과 유지는 이제 막 이해되기 시작한 매우 복잡한 과정이라고 한다.
 
뉴런의 세포 체(cell bodies)는 뇌의 이리 저리를 누비는 두 종류의 긴 섬유 즉, 엑손과 수상돌기를 만든다. 엑손은 전기적 시그널을 한 뉴런의 몸체로부터 다른 뉴런의 수상돌기로 전달한다. 수상돌기는 들어오는 시그널(입력 시그널, incoming signals)을 받아 신경 세포의 몸체로 수송한다. 이는 뉴런들이 서로 소통하는 방식이다.
 
뉴런은 입력 시그널에 대비하여, 수상돌기는 사상 위족(filopodia)이라고 하는 구부러질 수 있는 필라멘트를 지속적으로 생성한다. 사상위족은 수상돌기의 표면에서 세포 간 영역들을 누벼 엑손을 검색한다. 그리고, 동시에 엑손은 사상위족이 끌리는 정체 모를 화학물질을 분비한다는 것이 학자들의 생각이다.
 
수상돌기 필라멘트 중 하나가 그 엑손들 중 하나와 접하게 되면, 부착하고 돌기를 만들기 시작한다. 엑손과 수상돌기는 시냅스성 접합(synaptic junction)의 두 반쪽이 되는 것이다. 이와 같은 새로운 연결이 기억형성과 저장의 근간을 이룬다.
 
자폐증은 수상돌기의 미성숙과 관련지어지고 있으며, 미성숙한 수상돌기는 새로운 시냅스성 접합 형성을 위해 필요한 엑손과의 적절한 연결을 만들지 못한다. 하지만, 수상돌기의 감소는 알츠하이머질환의 초기 단계 특성으로, 이것이 이 환자들에서 새로운 기억 형성에 문제가 있는 이유에 대한 이해에 도움이 될 수 있다.
 
수상돌기는 엑틴에 의해 만들어지고, 이 엑틴은 미세 섬유를 생성하며, 세포 골격의 일부분이 되는 단백질이다. 웹 교수 등은 Asef2가 Rac라는 또 다른 단백질의 활성화를 통해 수상돌기와 시냅스 형성을 증진시키는 것을 확인했는데, 단백질 Rac은 엑틴의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 또한 이 팀은 또 다른 단백질 스피노필린(spinophilin)이 Asef2를 불러들이고, Asef2는 특정 수상돌기로 안내하는 역할을 한다는 것을 발견했다.
 
관련 메커니즘에 대한 이해가 이루어지면, 수상돌기가 소실된 사람들에서 수상돌기를 복구할 수 있는 약물을 찾는데 도움이 될 것이며, 그러한 약물은 기억 능력의 회복으로 이어질 수 있다.
 
 
 
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