신경계의 발달이 흐트러지면, 심각한 신경 질환이 생기고, 우리의 지각 시스템(sensory systems), 운동 제어나 인지 기능에 손상이 초래될 위험에 처하게 된다. 이는 사람에서 선충(roundworms)에 이르기까지 잘 발달된 신경 시스템을 가진 모든 생물체에 해당된다. 그런데, mir-79로 불리는 아주 작은 분자가 선충에서 신경 발달을 조절하는 방법이 코펜하겐대학교(University of Copenhagen, BRIC)의 최근 연구에 의해서 밝혀졌다. 이 분자는 발달이 진행되는 동안 특정 신경 세포가 정확히 이동하는데 필요하며, 이 분자가 제대로 작동되지 않을 경우 선충의 신경 시스템에 결함이 초래된다. 이 연구 결과는 학술지 Science에 실렸다.

부교수 포콕(Roger Pocock) 실험실의 현미경 아래에 작은 플라스틱 접시(plastic plate)에 수 백의 선충이 놓여있다. 이 연구 그룹은 지난 3년에 걸쳐 이 선충(C. elegans)을 이용하여 신경 시스템의 발달을 연구했고, 이제 한 가지 중요한 발견을 이루었다. 이 연구팀의 이번 새로운 연구 결과는 mir-79라고 하는 작은 분자가 이 선충의 신경시스템의 발달에 절대 필요하다는 것이다. mir-79는 특정 신호 분자들에 송신기(transmitter)를 갖추는 역할을 하고, 이 송신기는 선충의 발달 동안 신경 세포들에게 어떻게 이동해야 할지 말해준다. 유전공학적으로 이 mir-79가 제거되면, 선충의 신경 시스템 발달이 제대로 이루어지지 않는다고 한다.

<Mir-79는 당의 올바른 조합을 부가시킨다>
mir-79는 어떤 그룹의 당이 특정 신호화 분자에 부가되는 것을 조절하는데, 세포의 세계에서 당 분자들은 신호전달 장치로 작용한다. 신경 세포들이 그러한 당 신호전달 장치(sugar-transmitters)에 접하게 되면, 그 신경 세포들은 어디에 위치해야 되는지에 대한 정보를 받는다. 그리하여 mir-79가 제거되면, 그 신경 세포들의 이동이 잘못되어 신경 결함이 초래된다.

선행 연구에서는 신호화 분자들이 신경 세포의 이동을 안내한다는 것이 밝혀졌고, 이번 연구에서는 그 신호화 분자 상의 당 신호전달 장치들의 정확한 균형을 mir-79가 제어한다는 것이 확인되었다. mir-79가 기능을 제대로 하지 않을 경우, 신경 시스템이 기형화되는데, 자연에서 그러한 결함은 생존에 유해할 수 있다.

<이번 선충 연구 결과는 뉴런의 수선(neuronal repair)에 중요한 단서를 제공할 수 있어>
사람에서는 mir-9의 다른 버전인 mir-79가 발견된다. 그러므로 이번 발견은 태아 발달 동안 신경 시스템이 발달하는 방법을 이해하는데 중요하다. 또한 신경 세포들로 뇌 또는 척추의 손상을 어떻게 치유할 수 있는지에 대한 이해에도 중요하다.

우리의 신경 시스템은 손상 후에 회복이 쉽지 않은 조직(tissue)이다. 그래서 어떤 특정 분자가 신경 세포들이 어떤 곳에 정확히 이동하도록 자극하는 방법은 중요한 도구가 될 수 있다. 즉, 예를 들어, 뇌졸중이나 사고 후에 신경 조직이 어떻게 재생될 수 있는가를 이해하는 데 이 도구가 이용될 수 있을 것이다. 그러한 지식을 이용하여 신호를 모방할 수 있다면, 신경 세포를 지극하여 손상이 일어난 곳으로 이동시키는 것이 가능할 수도 있다.

이들 연구팀의 다음 연구는 이번에 밝혀진 조절 경로가 사람의 배양 세포(cultures of human cells)에서는 어떻게 조절되는지에 대한 연구가 될 것이라고 한다.

출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-09-24