학습과 기억 담당하는 새로운 원인 유전자 발견

경희대·충남대 연구팀 "인지·발달 장애 치료제 개발에 기여"

 국내 연구진이 학습과 기억을 담당하는 새로운 원인 유전자를 찾아냈다.

 한국연구재단은 경희대 심인섭 교수·충남대 김철희 교수 공동 연구팀이 인지·발달 장애와 관련된 새로운 원인 유전자 'GNG8'과 뇌 신경회로를 찾아냈다고 9일 밝혔다.

 연구팀은 앞서 선행 연구에서 뇌 고삐핵(간뇌 시상 상부 부위의 신경 신호 전달을 돕는 부분)에서 '삼돌이'(samdori)라는 유전자가 발현되지 않으면 자폐증으로 이어질 수 있음을 밝힌 바 있다.

 삼돌이의 상세 기전을 알아내기 위해 뇌 고삐핵에서만 특이적으로 발현되는 새로운 유전자를 찾던 중 인지 장애와 관련된 GNG8 유전자를 발굴했다.

 그동안 인지 기능과의 관련성은 알려지지 않았다.

 연구팀이 GNG8의 기능을 확인하기 위해 유전자 가위(인간·동식물 세포의 특정 염기서열을 찾아내 해당 부위 DNA를 절단, 유전체를 교정하는 기술)로 생쥐에서 이 유전자를 제거하자 인지 장애가 나타났다.

 수동 회피 반응과 미로 찾기 검사에서 장기 기억과 공간 학습에 어려움을 보였다.

 이 같은 인지 기능 저하는 뇌 고삐핵에서 신경전달물질인 아세틸콜린 생성이 감소했기 때문으로 분석된다.

 심인섭 교수는 "학습과 기억을 담당하는 새로운 뇌 신경회로와 유전자가 밝혀짐에 따라 기억과 신경 퇴행 관련 질환 치료제 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

 이번 연구 결과는 국제 학술지 '몰레큘러 사이키아트리'(Molecular Psychiatry) 지난 9월 28일 자에  실렸다.


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유전자가위 동시에 켜고 끈다…이중모드 크리스퍼 가위 개발
한국과학기술원(KAIST) 이주영 교수와 한국화학연구원 노명현 박사 공동 연구팀은 대장균(박테리아의 일종)에서 원하는 유전자를 동시에 켜고 끌 수 있는 '이중모드 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위' 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다. 유전자 가위는 인간·동식물 세포의 특정 염기서열을 찾아내 해당 부위 데옥시리보핵산(DNA)을 절단함으로써 유전체를 교정하는 기술이다. 대표적으로 '크리스퍼 카스9 유전자가위'(CRISPR-Cas9)가 널리 활용되고 있는데, 절단 효소인 카스9(Cas9) 단백질과 교정할 유전자 부위를 찾아주는 '가이드 리보핵산(RNA)'이 결합해 유전체를 편집하는 방식으로 작동한다. 다만 '끄기'(억제) 기능에 특화돼 유전자 발현을 막는 데는 뛰어나지만, 유전자를 켜 활성화하는 기능은 제한적이다. 그나마 사람·식물·동물 등 다세포 생물의 기본 단위인 진핵세포에서는 켜는 것이 가능하지만, 박테리아에게서는 유전자 켜기가 되지 않는다는 한계가 있다. 박테리아는 구조가 단순하고 빠르게 증식하면서도 다양한 유용 물질을 생산할 수 있어, 합성생물학(미생물을 살아있는 공장처럼 만들어 의약품과 화학물질 등을 생산할 수 있는 핵심 기술)의 기반이 된다. 합성생물

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