* MDGA1 : 시냅스 내 단백질로 시냅스형성 조절뿐만 아니라 신경세포의 발생과 증식에도 관여

* 시냅스 : 신경전달물질의 분비와 흡수가 일어나는 신경세포의 접합부위로 학습과 기억, 감각, 운동 등을 조절하는 뇌 활동의 기본단위

김호민 교수(한국과학기술원)·고재원 교수(대구경북과학기술원)의 연구 내용은 신경생물학 분야 국제학술지 뉴런(Neuron) 6월 21일자에 게재되었다.

- 논문명 : Structural Insights into Modulation of Neurexin-Neuroligin Trans-synaptic Adhesion by MDGA1/Neuroligin-2 Complex

- 저자정보 : 김호민 교수 (교신저자, 한국과학기술원), 고재원 교수 (교신저자, 대구경북과학기술원), 김정아 박사과정 (제1저자, 한국과학기술원), 김도연 박사(제1저자, IBS 시냅스 뇌질환 연구단)

뇌는 많은 신경세포로 이루어져 있고, 두 신경세포가 연접하면서 형성되는 시냅스라는 구조를 통해 신호를 전달하면서 그 기능을 수행한다.

대표적인 시냅스 접착 단백질*로 알려진 뉴롤리진(Neuroligin)*과 뉴렉신(Neurexin)*은 상호작용을 통해 흥분성 시냅스(excitatory synapse)*와 억제성 시냅스(inhibitory synapse)*의 발달 및 기능을 유지한다.

* 시냅스접착단백질 : 신경세포 막에 존재하는 단백질이며, 초기 시냅스가 물리적으로 접합되도록 도우며 시냅스 신호전달이 원활하게 일어날 수 있도록 함.

* 뉴롤리진(Neuroligin) : 시냅스 후막에 존재하는 시냅스 접착단백질

* 뉴렉신(Neurexin) : 시냅스 전막에 존재하는 시냅스 접착단백질

* 흥분성 시냅스(excitatory synapse) : 다른 신경세포를 흥분시키는 물질을 방출하는 시냅스

* 억제성 시냅스(inhibitory synapse) : 다른 신경세포의 흥분을 억제하는 물질을 방출하는 시냅스

연구팀은 뉴롤리진(Neuroligin)과 뉴렉신(Neurexin)의 결합을 조절하는 MDGA1의 3차원 구조와 억제성시냅스(inhibitory synapse)의 형성을 저해하는 메커니즘을 최초로 규명하였다.

김호민 교수는 “이번 연구성과는 단백질 구조생물학과 신경생물학의 유기적인 협력 연구를 통하여 시냅스 발달 조절에 핵심적인 MDGA1의 구조와 작용 메커니즘을 규명하였다는데 의미가 있다. 시냅스 단백질들의 기능 이상으로 나타나는 다양한 뇌정신질환의 발병 메커니즘을 폭넓게 이해하는 밑거름이 될 것이다.

향후 뇌신경·뇌정신질환 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 연구의 의의를 설명했다.

본 연구는 미래창조과학부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원을 받아 수행되었다.