빛으로 기억 조절... '청색광'이 트라우마 치료의 단초?
KAIST 허원도 교수팀, 빛 이용해 '과도한 공포기억' 막는 원리 규명
한국과학기술원(KAIST·카이스트) 생명과학과 허원도 교수팀은 뇌에서 기억 형성을 조절하는 새로운 원리를 최초로 규명했다고 15일 밝혔다.
연구팀에 따르면, PLCβ1 단백질(피엘시 베타1 단백질 혹은 인산지질 가수분해효소 C베타1)은 기억을 담당하는 뇌 부위인 해마에서 과도한 기억 형성을 억제하는 역할을 한다.
이 단백질은 뇌신경 세포의 신호전달물질로 활성화하는 물질(분자효소)이다. 과발현하면 과도한 공포반응을 억제하면서 과도한 기억이 형성하는 것도 방지한다.
연구팀은 PLCβ1 단백질의 기억 형성 억제 기능을 동물실험을 통해 검증한 후 빛을 활용해 활성화 정도를 정밀 제어할 수 있다는 사실도 확인했다. 푸른색 빛(청색광)을 신경세포에 쐬어주는 방법이다. PLCβ1 단백질은 활성화하면 세포 내 원형질막으로 이동하는데, 청색광을 받은 신경세포 역시 PLCβ1 단백질이 원형질막으로 이동해 활성화하도록 신호를 보냈기 때문이다.
이른바 '광유전학'이라고 불리는 기술인데, 빛을 이용해 특정 단백질을 활성화하거나 비활성화할 수 있어 뇌의 특정 부위에서 일어나는 신경 활동을 정밀하게 제어할 수 있다. 그간 신경과학 연구법으로는 많이 활용했으나 정신질환 치료도구론 거의 주목받지 못했다. 따라서, 연구팀은 향후 '외상 후 스트레스 장애(PTSD)' 예방 등 트라우마 정신질환 치료에 광유전학을 활용할 수 있을 것으로 기대했다.
허 교수는 "이번 연구는 PTSD 등 정신질환에 대한 새로운 혁신적 치료법을 제시할 수 있을 것"이라면서 "향후 실제 치료에 적용할 수 있을 지에 대한 추가적인 임상 연구가 필요하다"고 말했다.
해당 연구는 과학기술정보통신부 '중견연구사업'과 카이스트 '글로벌특이점사업'의 지원을 받았으며, 저명한 국제 학술지 «사이언스 어드밴스(Sciences Advances)» 최신호에 발표됐다. 논문 전문은 다음 링크(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj4433)에서 확인할 수 있다.