한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
시냅스는 신경세포(뉴런)들을 서로 연결하는 특수한 접합 구조입니다. 시냅스는 흥분성 시냅스와 억제성 시냅스로 이루어져 있으며 억제성 시냅스는 다양한 유형의 인터뉴런에 의해서 신경회로를 구성합니다. 우리의 뇌는 흥분성 신경신호와 억제성 신경신호가 서로 협력하여 신호전달을 함으로써 정상적인 기능을 할 수 있습니다. 시냅스에서 발현하는 다양한 시냅스 단백질은 시냅스를 형성하는데 관여하는 것으로 알려져있는데 각 단백질마다 그 기능과 작용 기전이 다르기 때문에 다양한 시냅스 단백질의 기능 연구는 신경 과학을 이해하기 위해 필수입니다.
저희 연구진은 본 연구에서 후시냅스 접착단백질로 알려져 있던 MDGA1 단백질이 어떠한 작동 방식을 통해 in vivo 시냅스 형성을 조절하는지 확인하고자 하였습니다. 질량분석 기법을 통해 MDGA1 단백질의 새로운 리간드로 APP 단백질을 동정하였고, 이광자 이미징 및 전기생리학 실험을 통해 해마 CA1의 피라미드 세포에서 발현하는 MDGA1가 APP와의 결합을 통해 소마토스타틴 인터뉴런의 가바 방출과 억제성 시냅스 형성을 음성적으로 조절한다는 점을 확인하였습니다.
또한 MDGA1을 생쥐에서 과발현시키면 신규 사물 기억 인지능력이 떨어지는데, APP와 결합하는 MDGA1 부위를 삭제시킨 뒤 과발현시키면 이러한 인지기억 저해효과가 사라진다는 점을 발견하였습니다. 이를 통해 MDGA1-APP 복합체가 신규 사물 기억 인지능력을 저해하는 핵심인자임을 증명하였습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희는 현재 석박사통합과정으로 재학중입니다. 고재원 교수님 지도 하에 1명의 박사님과 7명의 대학원생이 같이 연구하고 있으며, 국내외 다양한 연구실과 활발한 공동연구를 수행하고 있습니다. 저희 연구실은 다양한 시냅스 접착 단백질 (Synaptic adhesion molecules)의 기능을 연구하여 시냅스 및 신경회로의 작동 원리와 관련 신경질환 발병 원인을 규명하고자 하며, 이를 위해 유전자변형 쥐를 활용하여 생화학, 생물리학, 전기생리학, 행동 등 다각적인 연구방법들을 적용하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
시냅스 단백질의 기능을 규명하고 증명하는 과정이 생각했던 것보다 복잡하고 쉽지 않았습니다. 특히 본 연구에서는 행동 실험을 통해 비정상적인 인지능력과의 연관성도 밝히고 싶었기 때문에 더욱 신중하게 접근하였습니다. 가설을 증명하기 위해 많은 시간을 쏟았고, 지도교수님, 연구원분들과 수차례 논의를 하면서 가설을 계속 수정하며 결과적으로 좋은 결실을 맺을 수 있었습니다. 이러한 노력 끝에 얻어낸 결과물을 볼 때 뿌듯함을 느끼고 앞으로의 연구활동에 대한 동기부여도 되는 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
꾸준히 열심히 연구에 정진하면 좋은 결실을 맺을 수 있을 것으로 믿습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
본 연구를 수행하면서 제기된 흥미로운 질문들을 해결하고자 합니다. 구체적으로 APP 단백질이 “어떻게” 억제성 시냅스 형성을 조절하는지 확인하는 심화 연구를 진행할 계획입니다. 그리고 다른 MDGA 단백질 군 (family)인 MDGA2에 관한 연구도 진행중이며, 다른 뇌영역 및 신경회로에서의 MDGA1-APP 복합체 역할도 연구를 하고 있습니다. 이러한 후속연구들은 특정 신경회로 내에서 억제성 시냅스가 어떻게 조직화되는지 근본적으로 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 기대합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
오랜 기간 끊임없이 조언해주시고 이끌어주신 고재원 교수님, 오원찬 교수님, 엄지원 교수님께 깊은 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 그리고 함께 공동연구를 하면서 본 논문이 완성될 수 있도록 물심양면 애쓰신 김현호, 배성원, 김동욱 선배님께도 감사의 말씀을 전합니다. 실험실 모든 분들께도 깊은 감사를 드립니다.
#MDGA1
#APP
#Inhibitory synapse
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