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핵심내용

-KIST, 세계 최초 뇌내 비신경 세포를 통한 흥분조절 기전 규명 -

 □ 비신경세포의 글루타메이트(흥분성 신경전달물질) 분비 메카니즘이 세계 최초로 국내 연구진에 의해 밝혀짐으로써 향후 우울증 등과 같은 정신질환 및 질병의 치료 가능성이 열릴 전망이다.

 ○ 한국과학기술연구원(KIST, 원장 문길주) 'WCI 기능커넥토믹스센터'(센터장 죠지 어거스틴) 이창준 박사팀, 경상대 박재용 교수팀 및 경북대 배용철 교수팀 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)가 추진하는 ‘세계수준의 연구센터(WCI)’사업의 일환으로 추진되었고, 생물학 분야의 세계적 권위지인 셀(Cell)지 최신호(9.28일자)에 게재되었다.

□ 인간의 중추신경계는 흥분성 신경전달물질과 억제성 신경전달물질의 작용이 서로 조화를 이루면서 인체가 정상적인 기능을 할 수 있게 한다.

 ○ 주요 흥분성 신경 전달물질인 ‘글루타메이트’가 친화력이 높은 여러 가지 ‘글루타메이트 수용체’와 결합해 활성화시킴으로써 신경계의 흥분성과 억제성이 균형을 유지할 수 있게 된다.

 ○ 인체는 신경계의 흥분성과 억제성의 불균형으로 인해 우울증, 운동성 소실 등의 이상 증상을 보일 수 있고 학습, 기억 및 운동조절  능력 등 인체의 기본적인 기능에도 심각한 문제가 초래될 수 있다.

□ 최근 신경세포와 비신경세포의 글루타메이트 분비이상이 여러 가지 정신질환과 연관되어 있다는 연구결과들이 발표된 바 있으나, 비 신경세포인 성상교세포의 글루타메이트 분비 메카니즘에 대해서는 명확히 규명된 바가 없었다.

 ○ 금번 연구팀은 전기생리학적 실험과 면역조직화학적 방법 등을 통해 성상교세포의 글루타메이트가 서로 다른 두가지 이동통로인 트렉과 베스트로핀을 통해서 빠르고 느린 두가지 형태로 분비된다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다. 
 
□ 이창준 박사와 박재용 교수는 “이번 연구를 통해 비신경세포인 성상교세포의 흥분성 신경전달물질의 분자적 분비 메카니즘을 세계 최초로 규명함으로써 성상교세포의 새로운 기능을 밝히고, 중추신경계의 흥분성과 억제성의 불균형으로 인해 유발되는 신경계 질환 및 질병의 치료 가능성을 제시한 것” 이라고 연구의의를 밝혔다.
  
   ※ 연구참여자 : 이창준박사팀(국내 6명, 해외과학자 1명, 센터장 자문), 박재용 교수팀(3명), 배용철 교수팀(2명)

□ ‘09년부터 시작된 WCI사업은 정부출연(연)이 해외 석학을 센터장으로 초빙하여 세계 수준의 연구성과와 국내 연구소, 대학 등의 연구역량을 제고하기 위해 추진중인 사업으로

 ○ 금번 연구는 해외 과학자는 물론 국내 연구소와 대학 등이 학연협력을 통해 거둔 성과라는 점에서 커다란 의미가 있다.

상세내용

붙임 1 금번 규명된 성상교세포의 글로타메이트 분비 기전

○ PAR-1(G Protein-Coupled Receptor; Protease Activator Receptor-1)를 활성화 하였을 때 Gi 단백질의 활성과 베타 감마의 해리가 TREK-1을 활성화하여 빠른 글루타메이트가 분비 된다(위 그림 좌/아래 그림)

 ○ 반면에 느린 글루타메이트는 PAR-1(Gi 와 Gq가 같이 붙어있는 GPCR수용체)을 활성화 하였을 때 Gq를 경유하여 세포내 칼슘을 증가시켜 Best1(칼슘에 의해 활성화되는 음이온 이온통로)을 통하여 글루타메이트가 분비된다(맨 위그림 우/아래 그림)

붙임 2  용어 설명 및 연구개발자 사진

1. 셀(Cell)지
 ○ 생물학 분야에서 세계에서 가장 영향력 있는 저널 중 하나이며, <네이처>, <사이언스>와 함께 모든 과학 저널 중 과학자에게 가장 많이 인용되는 저널 중 하나로, 특히 피인용지수(Impact Factor)가 2011년 기준 32.403에 이름

    ※ 피인용지수(IF) : 특정 학술잡지에 실린 논문이 어느 특정연도나 기간 동안 인용된 빈도수의 척도로서 그 논문이 실린 학술잡지의 수준을 평가하는 척도

 ○ 생명과학계의 획기적인 실험적 발견 및 최신 생물학 등을 다루며 분야는 분자생물학, 유전학, 생화학, 세포생물학, 구조생물학, 발생생물학, 신경생물학, 면역학, 식물학, 미생물학 등 광범위함. 셀 프레스(Cell Press)에 의해 월 2회 정기적으로 발간

2. 성상교세포(Astrocyte)
 ○ 뇌세포에는 신경세포 외에도 다양한 종류의 글리아세포(glia)가 있는데, 성상교세포는 이런 글리아세포의 일종. 성상교세포는 신경세포의 위치를 고정하거나 혈액 뇌관문을 형성하는 등 뇌 활동에 중요한 역할을 담당

3. 연구자 사진

붙임 3  세계 수준의 연구센터(WCI) 현황

1) 광유전학 : 특정파장의 빛 자극을 활용하여 이에 반응하는 신경세포를 분석하는 학문
2) 분자세포생물 : 세포를 구성하고 세포의 기능을 수행하는 최소 단위인 분자들의 특성을 연구하는

    학문
3) Peptidomimentics : 비정상적인 단백질을 정상적인 기능을 수행할 수 있는 단백질로 전환시키는

    데 사용하는 단백질 유사물질
4) FEL : 자유전자레이저(Free Electron Laser), 빛의 속도로 가속된 전자빔으로부터 레이저를 발생

    시키는 장치