병원·의료
김은준 교수 젊은과학자상 수상
한국과학기술원 생명과학과 김은준 교수(40세, 부산대약대졸)가 지난 7일 르네상스호텔에서 열린 한국공학상 및 제8회 젊은과학자상 시상식에서 생명과학분야 젊은과학자상(대통령상)을 수상했다.
김 교수는 '신경세포의 시냅스 생성과 관련된 분자기전의 규명' 공로로 수상자에 선정됐다.
△배 경
: 정신작용의 이해는 인류 최대의 도전 과제중의 하나이며, 무한한 과학기술 및 사회·경제적 응용가치를 지니고 있다. 현재 선진 각국이 신경과학을 미래 핵심과학기술로 선정하고 치열하게 경쟁하는 것은 어쩌면 당연한 일이다.
신경세포는 세포체 (cell body)에서 가지(branch) 모양으로 뻗어 나온 수상돌기(dendrite)를 가지고 있으며, 각 dendrite는 다시 많은 숫자의 가시 또는 작은 버섯처럼 튀어나온 가시돌기 (dendritic spine)를 가지고 있다. 각 가시돌기의 말단에는 신경전달 장소인 시냅스가 위치해 있는데, 시냅스전 신경말단 (presynaptic nerve terminal)에서 유리된 신경전달 물질이 시냅스후 수용체 (postsynaptic receptor)를 자극하여 신경전달이 일어나게 된다. 시냅스의 생성, 유지 및 소멸 은 뇌발달, 뇌기능(기억 및 학습 등) 및 뇌질환(정신지체 등)과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
△내 용
: 시냅스의 생성에는 다음의 다섯 가지 주요 기전이 관여할 것으로 생각된다. 첫째, 신경세포의 세포체 (cell body)에서 만들어진 시냅스 단백질들이 세포체로부터 멀리 떨어져 있는 시냅스로 수송되어진다. 둘째, 신경세포사이의 시냅스 접촉은 세포접착 막단백질 (synaptic cell adhesion molecule)에 의하여 생성되고 유지된다. 셋째, 시냅스전 신경말단(presynaptic nerve terminal)에서는 신경전달물질을 유리하는 구조물인 활성지역 (active zone)이 만들어진다. 넷째, 시냅스후 쪽 (postsynaptic side)에서는 가시돌기(dendritic spine)가 만들어져 솟아오르며 마지막으로, 가시돌기의 끝에 postsynaptic density (PSD)라 불리우는 수용체, 신호전달물질, 구조단백질 등 다양한 단백질을 포함하는 단백질 복합체가 만들어져 신경 신호전달을 매개한다. 그 동안 본 연구자는 이 다섯 가지 분자기전을 밝히는 연구를 수행해 왔다.
△ 구체적인 내용
1. 시냅스 단백질 수송 기전: KIF1이라 불리는 모터 단백질들이 다양한 시냅스 단백질들을 화물로서 세포체로부터 시냅스까지 운반하는 것을 연구하였다.
2. 신경말단의 활성지역 (active zone) 형성 기전: active zone의 형성에 중요한 다양한 단백질들 (Piccolo, GIT1, ERC 및 liprin 등)의 기능을 연구하였다.
3. 시냅스후 가시돌기 및 단백질 복합체인 postsynaptic density (PSD)의 형성 기전: 가시돌기 및 postsynaptic density의 형성에 관여하는 다양한 단백질들 (Shank, stargazin, bPIX 등)의 기능을 연구하였다.
△ 연구결과의 의의
1. 과학적인 측면에서 시냅스 형성에 관여하는 분자 기전을 좀 더 자세히 이해할 수 있게 되었다.
2. 위에서 언급한 시냅스 단백질들은 최근 정신지체, 언어장애 및 근무력증 등 다양한 뇌질환과 직접 관련이 있음이 밝혀졌다. 따라서 본 연구는 이들 질환의 발병기전 이해, 진단 및 치료에 궁극적으로 도움이 될 것으로 생각된다.
김정준
2005.04.08