[더테크=조재호 기자] 카이스트가 신경세포 간의 신호를 통해 생물의 인지, 감정, 기억 등의 뇌 기능을 조절하는 ‘시냅스 실시간 관찰’ 기술을 개발했다.

카이스트는 9일 허원도 생명과학과 교수 연구팀이 권형배 미국 존스홉킨스 의과대학 교수 연구팀, 이상규 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 박사 연구팀과 공동연구를 통해 세계 최초로 시냅스의 형성과 소멸 및 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술개발에 성공했다고 밝혔다.

허 교수팀은 형광 단백질을 시냅스에 결합해 신경세포 간의 연결과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 시냅스와 스냅샷을 조합한 시냅샷(SynapShot)이라고 이름 붙였다.

허 교수팀은 이 교수팀과 공동연구를 통해 초록과 빨간색을 띠는 시냅샷을 디자인해 서로 다른 신경세포와 연결된 시냅스를 구별해 관찰할 수 있음을 확인했다. 그리고 빛으로 분자의 기능을 조절할 수 있는 광유전학 기술과 융합해 신경세포의 특정 기능을 빛으로 조절하면서 시냅스의 변화를 관찰하는데 성공했다.

이러한 성과를 바탕으로 허 교수팀이 개발한 시냅샷을 미국의 권 교수팀과 공동연구를 통해 살아있는 생쥐를 대상으로 여러 상황을 유도하고 각 과정의 시냅스 변화를 실시간으로 관찰할 수 있었다. 이는 살아있는 포유류의 시냅스 변화를 세계 최초로 관찰한 것이다.

허원도 카이스트 생명공학과 교수는 “우리 연구팀이 국내외 연구팀과 공동연구를 진행해 시냅샷 기술로 과거에 구현하기 힘들었던 시냅스의 빠르고 역동적인 형성과 변화를 직접 관찰할 수 있는 가능성을 열었다”며 “이번 기술은 뇌 과학 연구분야의 연구방법론에 혁신을 가져오고 미래를 여는 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 메쏘드(Nature Methods)’의 2024년 2월호 지면에 게재될 예정이며, 이보다 앞선 1월 8일 온라인판을 통해 게재됐다.