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김진후
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  CV updated 2022-01-25 10:31
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LRRTM3 regulates activity-dependent synchronization of synapse properties in topographically connected hippocampal neural circuits

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

시냅스는 신경세포(뉴런)들을 서로 연결하는 특수한 접합 구조로 신경회로를 구성하는 핵심입니다. 전시냅스에서 다양한 신경전달 물질을 방출하면 후시냅스에서 신경전달 물질을 수용하여 빠르고 정확한 신경신호 전달을 매개하는데 상황에 따라 이 신호가 강화/약화되는 가소성을 가지고 있습니다. 시냅스의 이러한 특성은 인간이 정상적인 인지능력과 기억력을 갖추는데 필수적입니다. 따라서 시냅스의 형성과 발달이 어떻게 이루어지는지 이해하는 것은 학술적으로 중요할 뿐만 아니라 추후 사회적으로 기여하는 바가 클 것이라고 생각합니다.

신경세포 막에서 발현하는 시냅스 접착단백질은 시냅스 형성을 매개하는 핵심 인자로 잘 알려져있어 지난 30여년간 다양한 시냅스 접착 단백질들에 대한 연구가 이루어져 왔습니다. 하지만 시냅스 접착단백질은 수없이 많고 각각의 기능이 상이한 경우가 많아 아직도 밝혀나가야할 부분이 너무나도 많습니다.

저희 연구진은 본 연구에서 후시냅스 접착단백질로 알려져 있던 LRRTM3가 특정 신경 회로 내 흥분성 시냅스의 어떤 특성을 조절하는지 규명하고자 하였습니다. 이미징, 전기생리학 실험 기법을 적용하여 해마 치아이랑의 과립세포에서 발현하는 LRRTM3 단백질이 medial perforant 신경회로에서만 특이적으로 흥분성 시냅스 숫자 및 강도, 그리고 전시냅스의 글루타메이트 방출을 조절한다는 것을 확인할 수 있었습니다. 뿐만 아니라 해마 치아이랑-CA3 흥분성 시냅스의 장기 가소성을 조절한다는 점을 확인하여 LRRTM3 단백질이 해마 내 서로 연결된 두 신경 회로의 특성을 연동하는 핵심 인자임을 증명하였습니다.

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2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

저는 현재 DGIST 뇌·인지과학전공 시냅스 구조 및 기능 연구실에서 고재원 교수님의 지도 하에 7명의 대학원생 및 연구원들과 함께 연구하고 있습니다. 저희 연구실에서는 주로 시냅스 접착단백질 관련 다양한 형질전환 생쥐에 최신 분자/세포/시스템 신경과학 실험기법을 종합적으로 활용하여 특정 뇌영역/신경세포/시냅스에서 시냅스 접착단백질들의 역할을 규명하는 다양한 프로젝트를 진행하고 있습니다. 또한 행동 실험을 통해 시냅스 유전자들과 관련이 높은 뇌신경질환 병인기전 관련 연구도 진행하고있습니다.
 

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

수많은 시냅스 단백질이라는 조그마한 퍼즐 조각을 하나씩 맞추어 시냅스라는 커다란 그림을 완성시키는 것이 시냅스 연구라고 생각합니다. 그렇기 때문에 연구에 오랜 시간이 걸리고 수많은 시행착오를 겪을 때도 있는데 이런 것들을 견뎌내고 제가 관심을 가지고 연구하였던 단백질의 기능을 규명하고 중요성을 입증하였을 때 자부심을 느낍니다. 그리고 제 연구가 다른 연구자들의 연구에 중요한 실마리를 제시하게 될 때 이 분야에 조금이나마 기여를 했다는 점에 보람을 느낍니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

저도 아직 학위과정을 진행 중인 학생이기 때문에 크게 도움이 될 얘기는 드리기 어려울 것 같습니다. 이 분야의 관련 논문들을 통해 배경 지식을 넓히고 융복합 연구를 위해 다양한 연구 기법들을 미리 공부한다면 추후 본격적으로 이 분야를 연구하실 때 더욱 흥미로운 연구 아이디어와 전문성을 얻으실 수 있을 것이라고 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

본 연구에서 완전히 밝히지 못했던 LRRTM3 단백질이 어떻게 특정 해마 신경회로 특이적으로 작동하는지를 밝히기 위한 심화 기전 연구를 진행할 계획입니다. 또한 다른 LRRTM 단백질 군 (family)인 LRRTM1, LRRTM2 및 LRRTM4 단백질들의 시냅스/신경회로 특이성 작동 방식에 관한 연구도 현재 진행 중입니다. 해당 연구는 LRRTM 단백질뿐 아니라 전체 시냅스 접착과정을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

항상 좋은 아이디어와 코멘트로 본 연구가 잘 마무리될 수 있도록 지도해주신 고재원교수님과 엄지원 교수님께 먼저 깊은 감사를 드립니다. 그리고 이번에 연구를 같이하면서 많은 도움을 주신 한국뇌연구원 이계주 박사님, 전기생리학 실험 관련하여 많은 도움을 주셨던 서진수 교수님께도 깊은 감사를 드립니다. 마지막으로 공동 1저자인 박동석 박사님, 서나영 선생님, 윤택한 박사님도 같이 연구하시느라 모두 수고 많으셨습니다.

#LRRTM3 #Dentate gyrus #Excitatory synapse
Category: Neuroscience, Cell_Biology
등록일 2022-01-17
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