서울대학교

학습과 기억 단백질 제어
- 대사성 글루타메이트 수용체의 장기적인 저하

□ 연구자 : 김상정 교수 외

□ 소 속 : 의과대학 생리학교실 (BK21 인간생명과학사업단)

□ 내용 및 의의
본 연구팀 (서울대학교 의과대학 생리학교실 김상정, 김전 교수 연구팀)은 세계 최초로 학습과 기억을 관장하는 세포막 단백질인 mGluR1*을 선택적으로 제어하는 방법이 있음을 제시하였다.

기억은 시냅스라는 신경세포 사이의 연결이 반복된 활동에 따라 보다 단단해 지거나 연약해 지면서 형성된다. 기억이 형성되려면 반복된 활동을 감지할 장치가 필요하고, mGluR1이 대표적으로 그 역할을 담당하는 단백질이다. 흥미롭게도 유전자 조작을 통하여 mGluR1이 제거된 실험동물은 반복된 활동을 유발하는 자극을 주어도 새로운 것을 기억하고 배우는데 장애를 보인다.

본 연구팀은 뇌조직에 있는 신경세포에서 mGluR1 신호의 특성을 관찰하던 중 mGluR1이 발현되어 있는 신경세포를 전기적으로 흥분시키면 mGluR1 신호가 감소하고 이 감소가 장기간 지속되는 현상을 관찰하였다. 이 결과에 따라 기억을 관장하는 단백질 또한 신경세포의 활동에 따라 조절된다는 새로운 개념이 제시되었고, 이는 고정된 것으로만 알고 있었던 mGluR1이라는 기억 스위치가 사실은 기억의 높낮이를 조절하는 기능이 있다는 것을 나타내는 것이라 할 수 있다.

이 연구에서 신경세포 속의 칼슘 농도의 증가가 선행되어야 mGluR1의 신호가 조절된다는 사실을 규명할 수 있었고, 향후 칼슘이 mGluR1을 조절하는 분자 기전에 대한 구체적인 연구를 통하여 자유자재로 mGluR1을 제어할 방법을 찾는 새로운 연구의 기폭제가 될 것이다.

mGluR1은 학습과 기억과 같은 신경생리적인 현상이외에도 간질, 약물중독, 통증, 그리고 뇌졸중과 같은 주요 뇌질환과 깊은 관련을 맺고 있다. 이 연구를 통하여 mGluR1을 제어하는 방법을 제시함으로써 앞으로 이들 질환들을 치료하는 새로운 기전을 제시할 수 있는 유용한 단서가 될 것으로 기대한다.

이번 연구는 보건복지부 뇌의약학연구센터의 연구과제를 통해 수행되었으며, 연구결과는 김상정 교수가 2003년 11월 mGluR1의 신호전달기전과 관련하여 ‘네이처(Nature)’지에 발표한 논문의 후속 작품으로서 세계 최정상 생물학 관련 학술지인 ‘뉴론(Neuron)’지 7월 19일자에 실렸다.

* 대사성 글루타메이트 수용체 1형 (metabotropic glutamate receptor type1, mGluR1): 대표적인 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트를 감지하여 세포내 신호를 유발하는 세포막 수용체

서울대학교 연구처

첨부: 연구처 보도자료 원문