신경세포가 어떤 환경에서 빨리 성장하는지 국내 연구진이 밝혀냈다. 이번 연구결과는 신경재생, 신경보철(뇌 손상 부위를 대신하기 위해 삽입하는 인공물) 등 분야의 기반기술로 응용될 것으로 기대된다.

지난달 31일 미래창조과학부에 따르면, 카이스트 화학과 최인성 교수와 바이오 및 뇌공학과 남윤기 교수, 숙명여대 화학과 이진석 교수팀은 공동 연구에서 굴곡 있는 기판 위에서 신경세포의 성장이 빨라진다는 것을 규명했다.

신경세포는 표면의 물리·화학적 특성에 따라 다르게 발달한다. 이 가운데 특히 신경돌기의 생성과 성장이 매우 빠르게 일어나는 현상을 ‘신경세포 발달가속화’라고 한다.

연구팀은 다양한 크기의 실리카 나노구슬이 정렬된 기판 위에 쥐의 신경세포를 배양한 결과, 구슬의 크기가 200나노미터(㎚) 이상에서 1마이크로미터(㎛)까지로 커질수록 신경세포의 축색돌기(신경세포에서 전기신호를 전달하는 역할을 하는 긴 돌기)가 점점 더 길게 자란다는 것을 확인했다.

즉 표면의 요철이 심할수록 신경세포가 더욱 빠르게 자란다는 사실을 밝힌 것이다. 이는 신경세포와 배양환경의 상호작용에 대한 실마리를 제공한다는 의미가 있다.

연구팀은 표면의 굴곡이 ‘액틴’의 활성화를 돕기 때문에 발달가속화가 일어난다고 설명했다. 액틴은 세포골격을 유지하는 역할을 하는 단백질이다. 두 개의 액틴 나선이 꼬여 긴 중합체를 이루면 잡아당기는 힘(장력)으로부터 세포골격이 저항하는 힘을 갖게 된다.

구슬이 커질수록 구슬 사이에 매달리는 신경돌기의 부분이 더욱 커지고, 신경돌기 끝에 더 많은 중력이 작용하면서 신경돌기를 잡아당기는 장력이 생긴다. 이런 장력이 물리적 자극으로 작용해 액틴이 사슬을 형성하도록 촉진한다는 것이다.

미래부와 한국연구재단의 리더연구자지원사업, 중견연구자지원사업, 미래유망융합기술파이오니어사업, 나노소재원천기술개발사업 등의 지원을 받은 이번 연구의 결과는 화학분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미’ 3월 5일자 온라인판의 표지논문으로 발표됐다.

<연합뉴스>