[논문] 학습과 기억에 관여하는 뇌내 단백질

학습과 기억 장애 치료제 개발의 목표로 삼을 수 있는 단백질이 발견되었다. 미국 The State University of New Jersey의 Bonnie Firestein 박사를 비롯한 연구팀은 신경세포가 가지를 뻗는 과정을 조절하는 cypin이라는 단백질을 발견하여 1월 19일“Nature Neuroscience“ 온라인 판에 “Cypin regulates dendrite patterning in hippocampal neurons by promoting microtubule assembly”라는 제목으로 발표하였다.

cypin은 몸 어디에서나 발견되는 단백질이지만 특별히 뇌에서는 신경세포의 가지를 뻗는 과정을 조절한다. 신경세포가 가지를 만드는 과정은 정상적인 뇌의 기능에 매우 중요한데 학습을 할 때 증가하고, 일부 신경질환에 걸리는 경우에는 가지가 오히려 감소하기도 한다. 따라서 cypin의 작용 메커니즘이 밝혀지면 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌질환을 치료하는 방법이 개발될 수도 있다.

Firestein 박사는 1999년에 처음으로 cypin이라는 단백질을 발견했으며, 최근에는 뇌에서 감정과 기억을 주관하는 해마에서 이 단백질의 기능을 연구하고 있었다. 연구팀은 cypin과 신경세포 가지돌기(dendrite)의 상관관계를 관찰한 끝에 cypin이 가지돌기가 증가하는 신경세포에만 존재하는 것을 알게 되었다. 또한 인위적으로 cypin의 발현을 억제하면 가지의 형성이 감소하는 것도 관찰할 수 있었다.

cypin은 가지돌기 구조를 형성하는 골격단백질인 튜불린에 마치 풀처럼 작용하여 미세소관이 자라가도록 하는 것으로 보인다. 즉 cypin은 신경세포의 가지돌기 형성을 조절하여 신경세포의 전체적인 형태를 결정하게 된다. 신경세포에서 가지는 다른 세포와 의사소통을 하는 접촉점을 만들기 때문에 가지의 수가 증가하는 것은 회로의 수를 늘려 정보처리 능력을 향상시키는 셈이 된다. 따라서 cypin의 활성을 조절하는 것이 학습과 기억을 조절하는 한 방법이 될 수 있는 것이다.

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