신경의 미세구조를 정밀하게 보여주다 [Science Daily] Nature News



European Molecular Biology Laboratory(EMBL, 이탈리아의 Monterotondo에 위치)의 과학자들이 쥐의 신경을 이전 보다 더 정밀하게 연구할 수 있는 방법을 개발하였다. Nature Methods지에 발표된 이 연구는 연구자들이 인공색소를 쉽게 사용할 수 있도록 하여 연구의 영역을 넓히고 신경 관련 이미지 데이터들의 해상도를 크게 높여줄 것이다.

"이전에는 관찰할 수 없었던 것들을 볼 수 있게 되었습니다." 이 연구를 이끈 EMBL 소속 과학자 Paul Heppenstall의 말이다. "피부의 모발 주위로 정렬되어 있는 신경 구조와 같이, 있을 것이라 추측만 해왔던 것들을 이제 현미경을 통해 볼 수 있습니다."

SNAP-tagging이라 불리는 지난 십년 간 이 기술은 실험 접시 위에서 길러지는 배양세포를 대상으로만 쓰여왔다. 하지만 Heppenstall의 연구진은 이 기술을 살아있는 쥐에게 처음으로 적용하였다. 이는 사실상 원하는 표지(label)가 무엇이든 가능케 해주어 복잡한 조직이나 동물 수준에서의 연구 중 겪게 되는 어려움들을 극복하게 해 준다. 예를들면 피부에 분포하는 신경을 연구하기 위해 Heppenstall의 연구진은 피부장벽을 통과할 수 있을만큼 작은 인공색소를 이용하여 피부가 가진 자체형광(autofluorescence)으로 인한 간섭을 극복하고 신경 관찰에 성공하였다. 또한 이 인공적인 맞춤형 테그(tag)들은 구조를 보여주는 것 이상의 일을 하도록 설계될 수도 있다. 즉, 특정 구조나 세포를 파괴하는 테그를 만들 수도 있다.

SNAP-tagging은 특정 저분자 화합물에만 결합하는 작은 크기의 단백질을 이용한다. 한 번 붙고 나면 이들은 쉽게 떨어지지 않는다. EMBL의 과학자들은 세포들이 SNAP 단백질을 발현하도록 형질전환된 쥐를 만들었다. 그러고 나서 그들은 SNAP 단백질에 붙을 수 있는 저분자 화합물과 결합된 형광표지물질(테그)을 쥐 내로 주입하였다. SNAP는 마치 닻처럼 작용하여 연구자들이 현미경을 이용해 관찰하고자 하는 곳에 테그가 붙도록 만든다.

Heppenstall은 궁극적으로 개별 신경세포들의 활성을 기록하는데 이 기술을 이용하고자 한다. 예를들면 피부에 물리적인 자극을 주거나 온도를 변화시킬 때 신경과 신경을 따라 정보가 전달되는 것을 전체 신경망에 걸쳐 추적하는 것이다. 그는 이러한 실험에 적어도 이론적으로는 뇌 전체를 대상으로도 가능할 것이라고 생각한다. 만약 이것이 설현된다면 뇌 전체를 스캔한 후 흥미있는 부분을 더 잘 보기 위해 세포 수준으로 확대해 각각의 신경세포를 들여다 보는 것이 가능할 것이다. END



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