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3D프린트로 뽑아낸 비밀의 뇌 신경세포

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2017년 11월 12일 18:00 프린트하기

[표지로 읽는 과학-네이처]

 

nature 제공
Nature 제공 

열대 바닷속을 채운 주황색과 회색을 띠는 두 종류의 산호군일까? ‘산호’ 아닙니다. 11월 둘째 주 학술지 ‘네이처’를 장식한 그림은 3D 프린터로 만들어낸 쥐의 뇌 속 신경세포 중 하나인 성상교세포(astrocyte)입니다.

 

신경세포는 일반적으로 중심에 위치한 신경세포체, 한쪽 방향으로 뻗은 축삭돌기, 그 끝에 가지처럼 돋아난 수상돌기로 이뤄져 있는데요. 성상교세포(astrocyte)는 사방으로 축삭과 수상돌기가 뻗어있어 마치 별모양으로 보이는 세포입니다. 별과 관련된 접두사 ‘에스트로(astro)’도 그래서 이름에 붙었고요.

 

여러 방향으로 돌기가 뻗어 있기 때문에 주변 뉴런과 긴밀한 관계를 맺고 있을 것으로 예상될뿐 아직 알려지지 않은 부분이 많은 세포인데요. 분자적 수준에서 성상교세포가 어떻게 생기는지, 주변 세포와 어떻게 시냅스를 형성해 상호작용하게 되는지 등 여전히 밝혀진 게 없습니다. 이런 비밀의 문에 한발짝 다가선 연구가 있어 성상교세포가 이번 네이처 표지에 나올 수 있었답니다.

 

미국 듀크대 세포생물학과 제프 스토그스딜 박사팀이 쥐의 대뇌피질 속 기존 성상교세포에서 분비된 단백질이 주변 신경세포를 새로운 성상교세포로 변화시킬뿐만 아니라, 다른 신경세포와의 시냅스 틈도 이때 함께 형성된다는 것을 발견했습니다.

  

신경세포 간의 접착 정도를 담당하는 단백질은 뉴로리긴(neuroligin이하 NG)족으로, NL-1 NL-2, NL-3 등 세 가지가 알려져 있는데요. 연구팀은 일반적인 모양을 하고 있는 신경세포의 수상돌기 끝에 들어있는 뉴렉신(neurexin) 단백질과 대뇌피질 속 성상교세포에서 생성된 뉴로리긴족 단백질이  반응하면 새로운 성상교세포의 형상으로 변한다는 것을 확인했습니다. 

 

연구팀은 또 대뇌피질의 성상교세포에서 생성된 NL-2 단백질을 없애면 시냅스 틈 사이의 신경세포 간 상호작용이 억제된다는 것도 알아냈다고 해요.

 

스토그스딜 박사는 “성상교세포의 형성과 시냅스형성과정이 뉴로리긴족 단백질에 의해 조절된다는 것을 처음으로 확인한 것”이라며 “성상교세포가 없어지는 질병의 치료에도 도움이 될 것”이라고 전망했습니다.

 

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