DGIST, 자기수용감각 메커니즘 규명

자기수용감각 메커니즘을 규명한 DGIST 뇌·인지과학전공 김규형 교수 연구팀. 왼쪽에서부터 김진만 박사과정 학생, 김규형 교수, 연지혜 박사과정 학생.
자기수용감각 메커니즘을 규명한 DGIST 뇌·인지과학전공 김규형 교수 연구팀. 왼쪽에서부터 김진만 박사과정 학생, 김규형 교수, 연지혜 박사과정 학생.

DGIST(총장 손상혁)는 김규형 뇌·인지과학전공 교수팀이 신체의 움직임을 감지하고 제어하는 자기수용감각의 작용 메커니즘을 규명했다고 19일 밝혔다.

동물의 여섯 번째 감각이라 불리는 자기수용감각은 신체의 위치, 방향, 움직임을 감지하고 제어하는 감각 체계다. 자기수용감각에 이상이 생기면 신체 움직임이 부자연스럽고 특히 소뇌 저형성증 환자나 퇴행성 뇌질환 환자의 경우 보행 이상이 나타난다. 하지만 자기수용감각의 작용 메커니즘이나 관련 유전자에 대한 연구는 초기 단계다.

김규형 교수 연구팀은 신경계 구조와 기능이 상대적으로 간단한 예쁜꼬마선충을 실험동물모델로 활용해 동물의 몸 전체 움직임을 통합적으로 감지 및 조절하는 자기수용감각의 메커니즘을 규명하는 연구를 수행해왔다.

TRP-1과 TRP-2 유전자 기능을 나타내는 모식도. DGIST 뇌·인지과학전공 김규형 교수 연구팀은 TRP-1과 TRP-2 유전자가 움직임을 감지하고 조절하는 자기수용감각 수용체라는 사실을 규명했다
TRP-1과 TRP-2 유전자 기능을 나타내는 모식도. DGIST 뇌·인지과학전공 김규형 교수 연구팀은 TRP-1과 TRP-2 유전자가 움직임을 감지하고 조절하는 자기수용감각 수용체라는 사실을 규명했다

김 교수 연구팀은 예쁜꼬마선충의 몸 전체 움직임을 감지해 균형잡히고 부드러운 신체 움직임을 가능하게 하는 유전자인 'TRP-1'과 'TRP-2' 유전자를 돌연변이 스크리닝 방법으로 발굴했다.

야생형 예쁜꼬마선충은 똑바로 직진해 움직이는 반면 TRP-1과 TRP-2 두 개 유전자가 상실된 돌연변이 예쁜꼬마선충은 직진하지 못하고 왼쪽 방향으로만 움직이는 이상 표현형을 나타냈다. 이는 'TRP-1'과 'TRP-2' 유전자가 예쁜꼬마선충이 직진 방향으로 움직일 수 있도록 방향을 잡아주는 운전대 역할을 하는 유전자임을 입증한 것이다.

'TRP-1'과 'TRP-2'와 유사한 초파리의 'TRPgamma' 유전자를 돌연변이 예쁜 꼬마선충에게 주입해 결과 돌연변이 예쁜 꼬마선충의 움직임이 정상적으로 회복하는 모습을 관찰했다.

연구팀은 'TRP-1'과 'TRP-2'가 움직임을 감지하며 근육의 움직임까지 조절하는 자기수용감각 수용체라는 사실도 세계 최초로 규명했다. 또 이들 유전자가 신경 활성을 조절하는 자기수용감각 수용체라는 사실도 추가로 밝혔다.

김규형 교수는 “소뇌가 보행을 비롯한 동물의 다양한 움직임을 조절하는 부위라고 알려져 있지만 각각의 근육 및 관절의 움직임을 감지해 부드럽고 균형 잡힌 움직임을 유도하는 운동계 메커니즘은 밝혀지지 않았다”면서 “TRP-1과 TRP-2 유전자가 움직임을 감지하고 조절하는 자기수용감각 수용체라는 사실을 규명함으로써 보행 장애를 일으키는 유전자 발굴 및 치료제 개발 연구에 실마리를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com