분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 관리자 ( 2007-05-31 16:57:35 , Hit : 4137
 기억과 학습에도 영향을 주는 알츠하이머 관련 유전자

알츠하이머와 관련된 유전자를 끄면 마우스가 더 똑똑해진다는 연구결과가 ‘Nature Neuroscience’에 발표되었다. 이번 연구는 학습에 관한 새로운 시각을 제공하는 동시에 기억력 상실 문제를 치료하는 신약 개발에 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 연구팀에 따르면 이들 유전자가 꺼지면 마우스들이 주변 환경 변화에 더 잘 적응한다고 한다. 연구를 주도한 텍사스대학 사우스웨스턴 메디컬센터의 제임스 빕교수는 “동물들을 똑똑하게 만드는 일은 상당히 드물다.”라고 밝혔다. 연구팀은 유전자 조작으로 마우스의 뇌에서 Cdk5(cyclin-dependent kinase 5)라는 알츠하이머 환자의 뇌에서 뉴런 파괴와 관련된 효소의 생산을 조절하는 유전자가 꺼지도록 만들었다. 빕교수는 “뉴런이 소실되었을 때 Cdk5가 어떤 역할을 하는 것으로 생각되고 있다. 이 분야는 최근에 많은 관심을 모으고 있으며, 우리가 이 유전자를 끄자 이전에는 볼 수 없었던 장면이 나타났다.”라고 설명했다.

이전에 Neuron 2003년 12월 8일자(48권, 5호, 825-838)에 Cdk5에 영향을 주는 p25라는 조절 단백질의 영향이 보고된 바 있다. 당시 연구에서는 일시적인 p25 단백질 생산의 증가는 학습 효과를 높이지만 그 발현 기간이 연장되면 오히려 기억력을 손상시키는 것으로 확인되었다. 또한 Cdk5 활성이 성체의 뇌에서 신경단위세포 사이에 새로운 연결 구조가 형성되는데 작용한다는 사실도 함께 확인할 수 있었다고 한다(GTB2003101180). 또한 같은 잡지에 2004년 1월 22일자(41권, 2호, 215-227)에는 Cdk5와 더블코르틴(doublecortin)이란 신경 이동 단백질(neuronal migration protein)의 상호작용으로 신경단위세포(neuron)의 이동이 방해되서 비정상적인 뇌 발달이 야기되는 것으로 보고되었다(GTB2004010877). 가장 최근에 일본 이화학연구소 연구팀은 대뇌피질이 정상적으로 형성되는 데 Cdk5가 필수적임을 확인했으며 ‘Development’ 6월 15일호에 게재될 예정이라고 한다(참조URL1).

연구팀이 처음에 Cdk5 유전자가 완전히 결실된 마우스를 만들려고 시도했을 때에는 새끼들이 태어나자 마자 죽었다고 한다. 연구팀은 일련의 시험을 거쳐서 정상 마우스보다 이 유전자에 변형이 많이 발생한 마우스를 만들어냈다. 이 마우스는 학습에 관련된 여러 일에서 일반 마우스보다 뛰어났으며 주변 환경에 대한 감각이 증가하여 더 똑똑해진 것으로 여겨지고 있다. 똑똑한 쥐는 수중 미로에서 길을 더 잘 찾았으며 특정 사육장에는 전기 충격이 있다는 것도 잘 기억하고 회피했다. 빕교수는 “이들 결과들이 Cdk5의 손실이 기억과 관련되어 있음을 명확하게 보여주고 있다. 특히 흥미로운 점은 이들 마우스들이 단순히 더 잘 기억하는 것뿐만 아니라 다음날에 같은 상황에 처해도 충격을 받지 않는다는 사실이다.”라고 지적했다.

빕박사는 지난 1999년부터 프린스턴대학의 연구팀이 TV 드라마인 천재소년 두기에서 이름을 딴 똑똑한 두기(doogie) 마우스를 만들어내는 연구에 영감을 얻어서 이번 연구를 진행하게 되었다. 1999년 ‘Nature’에 발표된 논문에 따르면 NR2B라는 단백질을 정상보다 많이 생성하도록 유전자를 변형시키자 미로찾기에서 우수한 성적을 얻었다고 한다. 반대로 NR2B의 기능을 억제하는 약물을 투여하자 공포심이 사라졌다고 보고되었다(참조URL2).

이번에 Cdk5를 끄면 NR2B가 조절되는 것으로 확인되었다. 연구팀은 이번 연구에서 밝혀지는 기작은 인기 기능이 감소한 사람들을 위한 신약 개발에도 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 현재 연구팀은 유전자 변형이 필요 없이 같은 효과를 낼 수 있는 약물의 개발을 진행하고 있다. 빕박사는 “외상 후 스트레스 장애, 중독, 우울증과 같은 다른 증상에 대해서는 우리는 기억을 전반적으로 향상시키기 보다는 나쁜 기억을 선택적으로 제거하기를 원하고 있다. 이런 분야에서도 가능성이 있다고 생각한다. 그렇지만 장기간 효과는 아직 명확하지는 않다고 한다. “뇌의 시냅스 전부가 강화된다면 일시적으로 좋을지도 모른다. 그러나 평생을 기준으로 좋을지는 확신할 수 없다.”라고 빕 교수는 밝혔다.
정보출처 : http://news.yahoo.com/
정보제공 : KISTI 글로벌동향브리핑(GTB)
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