성균관대 이대한 교수팀 "급격한 환경변화 과정서 신경세포보다 신경교세포가 뇌 진화에 더 결정적 역할"

성균관대학교는 생명과학과 이대한 교수 연구팀이 스위스 로잔대학교의 리처드 벤톤 교수 연구팀과 국제 공동연구를 통해 노니 열매 독성에 적응한 특수한 초파리의 뇌에서 신경교세포(glia)의 기능과 진화적 중요성을 밝혀내는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 뇌 진화 연구의 새로운 모델을 제시한 것으로 평가받는다.

기존 연구는 뇌의 진화를 분석할 때 주로 신경세포에만 초점을 맞춰 왔다. 신경교세포의 역할과 중요성은 간과해 왔다. 신경교세포는 그동안 신경세포를 보조하는 세포로 인식됐다.

연구팀은 세계 최초로 단일세포 전사체 분석(세포 한 개 단위에서 각 세포의 생물학적 특성을 분석하는 방법)을 활용해 초파리 종간 뇌세포 구성의 변화와 진화 과정을 규명했다. 이를 통해 신경교세포는 환경 변화 적응에서 주연 역할을 수행할 수 있는 진화적 잠재력이 확인됐다.

이번 연구는 종 간 차이가 제한적인 신경세포보다 혈-뇌 장벽(BBB)을 구성하는 신경교세포를 비롯해 다양한 교세포 유들에서 세포의 숫자나 유전자 발현에 큰 변화가 일어났음을 확인했다. 이는 신경교세포가 급격한 환경 변화 과정에서 뇌가 진화적으로 적응하는 데 결정적 역할을 한다는 것을 입증한 것이다.

이 교수는 "이번 연구를 통해 전체 중뇌에 대한 종 간 비교 단일세포 전사체 아틀라스(유전자 발현 패턴을 단일 세포 수준에서 그린 지도)를 최초로 생성해 뇌 진화 연구의 핵심 리소스를 마련했다"며 "이를 기반으로 신경교세포의 진화적 중요성을 제시해 뇌 진화 연구에 있어 신경교세포를 적극적으로 탐구하는 계기가 될 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 생물학 분야의 저명한 국제학술지 '(플로스 생물학(PLOS Biology)'에 지난달 29일 게재되었다. 이 교수가 교신저자 겸 제1저자, 리처드 벤톤 교수가 교신저자로 참여했다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF)과 유럽연구위원회(ERC)의 지원으로 수행됐다.