[이슈분석]대한민국 뇌연구의 희망, KIST 커능커넥토믹스 연구단

뇌과학 투자 이대로 좋은가

한국과학기술연구원(KIST)의 `WCI(World Class Institute) 기능커넥토믹스연구단`은 국내 뇌연구를 선도하고 있는 연구 현장 최일선의 랩이다.

연구단은 광유전적방법을 이용하여 정상뇌와 질병뇌를 비교 분석, 뇌의 기능적 회로를 규명해 뇌질환 원인을 밝혀내고 치료기법을 개발하기 위해 지난 2009년 창설됐다. 내년 11월까지 5년간 총 350억원이 투입되는 연구단에는 미국 듀크대 출신의 광유전학 분야 최고 전문가인 조지 어거스틴 박사를 비롯해 해외연구원 20명 등 모두 49명의 석학이 연구에 매진 중이다.

이들은 광유전적 탐침 유전자가 도입된 형질전환 생쥐(Optogenetic mouse)의 제작에 최근 성공했다. 광유전 생쥐를 뇌질환 모델생쥐와 교배하면 특정 질환과 관련된 뇌회로를 정상 뇌회로와 비교·분석하는 것이 가능해지기 때문에 특정 뇌질환 원인을 정확하게 구명하고, 이를 기반으로 근본적 병인치료를 할 수 있는 길이 열리게 됐다.

해마는 뇌에서 공간탐색, 기억의 저장과 상기에 중요한 역할을 하는 기관으로 알려져 있는데, 특히 해마의 장소세포(Place Cell)라는 신경세포는 개체가 특정장소에 가게 되었을 때 특이적으로 강하게 활성화되는 특성이 있어서 장소를 인식하는데 중요한 역할을 담당한다.

최근 이와 관련해 KIST와 하워드휴즈의학연구소는 공동 연구를 통해 광유전학 기법을 `트레드밀` 실험에 도입, 뇌의 공간정보 습득 원리와 기전을 규명하는데 성공했다.

연구단은 신경세포에서와 마찬가지로 신경교세포에서 억제성 신경전달물질인 가바(GABA, g-aminobutyric acid)가 분비된다는 사실을 밝히고, 가바의 분비 기전을 분자적 수준에서 구명함으로써, 신경교세포가 뇌신경회로망 형성과 조절과정에서 중추적 역할을 수행함을 보여줬다.

또 신경교세포인 별세포(astrocyte)에서 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트(glutamate)가 분비되는 경로 및 기전을 규명, 신경계를 구성하는 교세포의 역할을 분자적 수준에서 밝혔다.

연구단의 `뇌의 장소정보 습득 비밀을 밝힌 빛을 이용한 뇌지도 영상화 기술`은 지난해 한국과학기술단체총연합회에서 위원회 심의와 과학기술인 및 국민투표로 선정하는 10대 뉴스 가운데 1위에 오르기도 했다.

KIST WCI 기능커넥토믹스연구단의 성과

류경동기자 ninano@etnews.com