학습 능력이 뛰어난 사람에게 흔히 ‘머리가 잘 돌아간다’고 말한다. 서울대 강봉균 교수팀이 이를 조절하는 핵심 생체물질을 발견해 ‘Nature Neuroscience’ 24일자에 논문을 실었다.
이 생체물질의 이름은 PI3Kγ(감마)다. 세포끼리 신호를 전달할 때 중요한 역할을 담당하는 효소 가운데 하나다. 지금까지 PI3Kγ는 심근세포나 면역세포(T세포)에 존재하면서 심장의 기능이나 면역력을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 제약 업계는 이 효소를 타깃으로 하는 심장질환과 면역질환 치료제를 활발히 개발해 왔다.
그런데 강 교수팀의 연구 결과 PI3Kγ는 뇌가 새로운 정보를 학습하는 데도 결정적인 역할을 한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 연구진은 인위적으로 PI3Kγ를 없앤 쥐와 정상 쥐를 대상으로 T자형 미로에서 먹이 찾기, 수중 미로에서 물 밖으로 나올 수 있는 발판 찾기 등의 실험을 진행했다.
그 결과 PI3Kγ를 제거한 쥐는 정상 쥐에 비해 학습 능력과 기억력이 현저히 떨어졌다. 가령 수중 미로에서 발판의 위치를 바꿔놓자 PI3Kγ가 없는 쥐는 새로운 발판을 찾아가지 못하고 계속 이전 발판이 있던 자리 주변을 맴도는 행동을 보였다. 한편 이 쥐에게 다시 PI3Kγ를 만들어주는 단백질을 주입하자 학습 능력과 기억력이 정상 쥐와 같은 수준으로 회복됐다.
강 교수는 “PI3Kγ라는 효소가 없으면 새로운 정보를 학습하는 데 장애를 겪게 되고 결국 처한 상황이나 조건에 맞춰 행동을 바꿀 수 없다”면서 “이번 연구로 치매 환자가 기억력과 학습 능력을 회복하거나 외상후스트레스장애 환자가 끔찍한 기억에서 벗어날 수 있는 치료제를 개발하는 데 새로운 가능성이 열렸다”고 말했다.
서울대학교 연구처