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서울대 연구진 “신경세포 정체성·기능 형성과정 규명” - “예쁜꼬마선충의 닉테이션에 유전자 ‘daf-19m’가 작용” 확인
  • 기사등록 2022-04-13 14:14:49
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▲ 픽사베이


[트리니티메디컬뉴스=김여리 기자] 국내 연구진이 예쁜꼬마선충 연구를 통해 신경세포에 정체성과 기능이 부여되는 체계적인 과정을 최초로 규명했다. 이 과정에서 생명체가 신경세포에 새로운 기능을 주기 위해 별도의 유전자를 만드는 것이 아니라 기존 유전자를 일부 변형해 활용하는 진화적 속성도 확인했다.


연합뉴스는 13일 서울대 자연대 이준호 교수팀과 스웨덴 카롤린스카의대 연구팀이 예쁜꼬마선충의 ‘닉테이션’ 행위에 중요한 역할을 하는 ‘IL2’ 신경세포의 특성을 결정하는 조절인자를 세계 최초로 규명했다고 전했다.


닉테이션은 생존에 열악한 환경에 놓인 예쁜꼬마선충이 휴면 유충 단계인 다우어 상태로 변해 몸을 흔드는 방식으로, 다른 동물에 올라타 새로운 환경으로 이동하는 일종의 히치하이크 행동을 말한다.


예쁜꼬마선충의 섬모성 신경세포인 IL2가 닉테이션 행동을 한다는 사실은 이미 알려져 있었지만, 구체적으로 IL2의 어떤 특징이 결정적인 역할을 하는지는 파악되지 않았다.


연구진은 닉테이션을 일으키는 IL2의 원인 유전자 분석을 통해 예쁜꼬마선충의 모든 섬모성 신경세포 발생에 관여하는 조절 유전자 ‘daf-19’의 새로운 유전자 동형 ‘daf-19m’을 발견하는데 성공했다.


섬모는 세포 표면에 존재하는 운동성 세포기관으로, 예쁜꼬마선충의 경우 외부 자극을 수용하는 섬모성 신경세포가 분포해 있다. 유전자 동형은 유전체에서 같은 위치에 있는 유전자이지만, 내부 구조 등이 달라 기능 차이가 예상되는 유전자를 말한다.


daf-19m은 당초 수컷 특이적인 예쁜꼬마선충의 신경세포 내에 있는 유전자 조절 인자로 알려졌으나, 이번 연구를 통해 IL2 신경세포에도 기능을 부여하고 ,하위 조절 유전자를 통해 닉테이션을 일으킨다는 사실을 확인했다.


연구진은 “개별 신경세포의 발생 체계를 연구해 개체의 단일 신경세포가 어떻게 정체성을 획득하고, 또 그것이 어떻게 개체의 행동에 영향을 주는지 등을 체계적으로 규명하는 성과를 거뒀다”며 “특히 인체에서 다양한 역할을 하는 섬모성 신경세포가 고유한 정체성과 기능을 가지는 과정을 밝히기 위한 중요한 실마리를 제공했다”고 의미를 부여했다.


연구진은 이어 “이번 연구를 통해 생명체가 특정 세포에 새로운 정체성을 부여하기 위해 기존 유전자의 일부만 수정하는 방식으로 자원을 최대한 활용하는 모습을 확인했다”며 “이는 진화적 관점에서 새 유전자를 만드는 것보다 기존 유전자를 활용하는 것이 훨씬 경제적이라는 이른바 ‘진화의 기회주의적 속성’을 뒷받침한다”고 덧붙였다.


연구진은 “이는 섬모성 신경세포가 어떤 방식으로 정체성을 얻는지 등 조절 기전을 규명하는 단초로, 섬모성 뉴런 이상 때문에 생기는 여러 질병에 대한 이해 수준을 더 향상시키는 계기가 될 수 있을 것”이라고 말했다.


공동교신저자인 이준호 교수가 2012년 스웨덴 카롤린스카의대에 체류하면서 시작된 이 연구는 10년간의 공동 협력연구를 진행해 왔다. 이 연구 결과는 최근 국제 학술지 ‘셀 리포트(Cell Reports)’에 게재됐다.


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