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 “유선”의 화학적 시냅스가 아닌 “무선”의 뉴로펩타이드 신경망이 새롭게 발견

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 23-82

■ 예쁜꼬마선충 신경계에서 시냅스가 아닌 뉴로펩타이드(Neuropeptide)로 활성화되는 무선 신경망(neural network)이 최초로 발견

○ “유선”의 화학적 시냅스 외에 “무선”의 뉴로펩타이드 신경망이 새롭게 발견

- 지금까지 뉴런 사이의 신호전달은 화학적 시냅스로 연결된 신경망이 유일한 회로라 생각하며 시냅스 연결망에 집중된 연구가 이루어졌는데,

- 최근 영국 MRC 분자생물학연구소의 신경과학자들이 예쁜꼬마선충에서 모든 뉴런이 뉴로펩타이드로 활성화된 “무선” 신경망을 발견

※ 예쁜꼬마선충은 총 302개 뉴런으로 구성되어 있으며, 약 2,300개의 화학적 시냅스 연결이 완전히 매핑된 연구모델

○ 연구팀은 49종의 뉴로펩타이드와 51종의 G-단백질결합수용체(GPCR)의 상호작용을 생화학적으로 분석한 후 통합하여 뉴로펩타이드 무선 신경망 지도를 완성

- 무선 신경망은 하나의 뉴런에서 방출된 뉴로펩타이드가 접합 부위 없이 멀리 떨어진 뉴런의 수용체(GPCR)에 결합함으로써 신호가 전달되는 방식으로,

- 뉴로펩타이드 종류에 따라 결합된 수용체와 발현된 유전자를 통합 분석하여 “뉴로펩타이드로 매개된 무선 신경망”을 매핑

○ 뉴로펩타이드에 의한 최초의 무선 신경망 지도는 302개 뉴런 사이에서 발생한 31,479개의 네트워크를 나타내며, 각 뉴로펩타이드와 수용체가 결합된 위치 정보를 제공

- 연구팀은 뉴로펩타이드가 혈액에 분비되어 표적기관의 수용체에 결합하는 호르몬과 유사한 방식으로 작동할 것이라고 설명

○ 뉴로펩타이드로 매개된 무선 신경망은 화학적 시냅스 연결망 대비 훨씬 조밀하고, 탈중앙화되어 있으며,

- 핵심 뉴런(허브) 중심의 네트워크로 구성된 시냅스와 다른 정보처리 방식을 보여줄 것으로 예상

< 예쁜 꼬마선충의 뉴로펩타이드로 연결된 무선 신경망 지도 >

▲ 무선 신경망 지도는 49종 뉴로펩타이드와 51종 G단백질 결합수용체(GPCR,Gprotein-coupledreceptor), 302개 단일뉴런 발현 데이터를 이용해 모든 뉴런이 네트워크를 형성하는 신경계 연결지도를 제작, 뉴로펩타이드 무선 신경망은 시냅스 대비 훨씬 조밀하고 탈중앙화된 연결망을 구성

출처 :Neuron, The neuropeptidergic connectome of C. elegans

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