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[과학사진관] 눈을 제대로 떠보면 온 세상이 화원이란 걸 알 수 있어

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2018년 05월 03일 20:00 프린트하기

 

 

눈을 제대로 떠보면 온 세상이 화원이란 걸 알 수 있어

– 비밀의 화원-

 

 

 

작품명 | 뇌 속 정원, 연결 고리 Center for Synaptic Brain Dysfunctions

작가 | 육채현 연구원(chaehyun@kaist.ac.kr)

소속 | 시냅스 뇌질환 연구단

 

작가의 말

연못과 담쟁이류의 식물들, 이름 모를 들꽃들이 정원을 가득 채우고 있다. 숲속의 밤 풍경을 연상시키는 이 이미지는 놀랍게도 생쥐의 전전두엽의 피질을 촬영한 것이다.

 

복잡한 신경망과 회로를 만드는 시냅스는 각각의 신경세포들을 연결시켜 신경전달을 일으킨다. 시냅스는 크기가 작고 수가 매우 많아 광학현미경으로 관찰하려면 특별한 표지 방법이 필요하다.

 

위 작품은 시냅스가 연결하는 신경세포들과 시냅스를 동시에 표지할 수 있는 엠그래스프mGRASP 기술을 이용해 자폐증과 지적장애 모델 생쥐인 Fmr1 유전자 결손 생쥐의 내측 전전두엽 피질을 관찰한 결과다. 

 

시냅스들은 시냅스 전 신경세포와 시냅스 후 신경세포의 신경세포돌기의 접점에 위치해 있고 세포체들은 피질 깊은 곳에 위치해 있다.

 

본 작품의 이미지를 통해 Fmr1 유전자 결손 생쥐의 전두엽 피질 내부 회로의 시냅스 분포를 조사하고, 신경 질환들과 관련된 연결망 특성에 대해 유추할 수 있다.

 

 

작가의 TIP 

엠그래스프(mGRASP)란?  뇌의 정원사는 대상과 가까운 시각으로 본다. 그래서 미세한 세포와 세포 사이의 연결(시냅스)까지 추적할 수 있다. 여기에는 영상장비보다는 생물학적인 방법을 이용한다. 대표적인 사례 중 하나가 '엠그래스프(mGRASP)'라는 기술이다.

 

녹색형광단백질(GFP)로 뇌세포의 연결, 즉 시냅스를 찾은 뒤 광학현미경으로 추적하는 기술로, GFP 분자를 두 부분으로 나눈 뒤 서로 가까워지면 마치 스위치가 켜지듯 형광을 내도록 조작하여 이들이 시냅스의 양 쪽 끝에서 빛을 내는 것을 광학현미경으로 관찰하는 방법이다.

 

쥐의 뇌 속 신경세포- 11월 네이처 표지 제공
mGRASP로 찾아낸 흰쥐 뇌의 시냅스 구조. 현미경으로 시냅스의 위치와 연결상태를 직접 확인할 수 있다. - 동아사이언스 제공(2014.8.5)

 

 

 

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※편집자주  

과학의 눈으로 본 인체는 어떤 모습일까요? 지난 감성 편에 이어 연구자들이 실험실에서 만난 인간의 몸, 곳곳을 현미경으로 포착했습닌다.

해당 작품은 IBS(기초과학연구원) 연구자들의 작품입니다. 연구자들이 실험실에서 몰두하던 중 나온 결과물들을 사진 작품으로 새롭게 탄생시킨 것으로, '2017 아트 인 사이언스'란 이름으로 전시되었습니다. 정말 다를 것 같던 두 사람이 만나 의외의 공통점을 발견하듯이, 이 사진들을 통해 어렵고 낯설 수 있는 과학과 일상의 연결고리를 발견하면 좋겠습니다. 


동아사이언스

DongaScience X IBS

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