마우스를 대상으로 한 이번 지견은 신경이 표적에 접속하여 성장을 멈추는 마우스나 사람에 모두 중요한 정상발달의 과정을 해명하는 것이다.
출생 전 발생단계에서 신경이 스스로 표적에 접속할 수 있는 것은 단백질의 시그널에 따라 행동하기 때문이다.
시그널이 다르거나 나오지 않게 되면 성장 중인 신경은 다른 기관에 접속하거나 전혀 접속할 수 없게 된다.
NT-3(뉴로트로핀3)이라는 단백질이나 표적기관에서 발현하는 NGF(신경성장인자)라는 단백질은 모두 특정 신경세포의 성장말단을 유도한다는 사실은 존스홉킨스대학이 마우스를 이용한 실험에서 밝힌 바 있다.
이번 연구팀은 신경에 특히 NGF가 구미에 맞기 때문에 NGF의 원천까지 성장하여 여기서 머무르게 된다는 사실을 발견했다.
하워드휴즈의학연구소(HHMI) 연구원이기도 한 Ginty교수는 “신경이 발생하는 도중에 이런식으로 표적
을 발견하는 것은 믿을 수 없지만 그 정확한 구조가 서서히 밝혀지고 있다.
어떤 종류의 신경 성장은 표적 유래 물질, 즉 신경을 화학적으로 변화시키고 중간표적에서 최종표적에 도달하도록 유도하는 단백질에 의해 억제되고 있다는 사실을 발견했다”고 설명한다.
존스홉킨스대학 Rejji Kuruvilla박사팀은 NT-3이나 NGF 중 하나가 결손된 마우스를 만들어 심장, 소장, 타액선, 지방조직 등 몇가지 기관에 대한 신경접속을 검토했다.
유전자공학에 의한 성과
NT-결손 마우스의 경우는 신경은 중간표적에 도달할 수 없었다.
NGF결손 마우스의 신경은 중간지점에 까지는 도달했으나 역시 최종목표에 도달할 수 없었다.
즉 신경이 적절하게 표적에 접속하기위해서는 우선 NT-3, 그리고 NGF의 맛을 보아야 한다.
신경이 NT-3의 맛을 알면서도 NGF를 선호하는 이유를 발견하기 위해 연구팀은 유전자 조작된 마우스와 정상마우스에서 나타나는 신경의 성장을 비교했다.
이 실험에서 성장 중인 신경은 NT-3을 음미하면서도 중간지점까지 도착한 후 최종표적에서 나오는 소량의 NGF를 검출한다는 사실이 발견됐다.
그러나 신경의 기호를 좌우하는 것은 다음 단계다. NGF는 신경세포의 조절센터로 이송되고 여기서 별도의 단백질을 생성한다. 이 단백질 p75는 신경의 성장 선단에 역으로 전송되어 NT-3의 기능을 억제한다.
이렇게 하여 NT-3에 대한 감수성이 줄어든 신경의 선단끝은 NGF 생산 기관을 향해 NGF농도를 늘리면서 표적기관에 머무르게 된다.