키와 신체 조직 성장을 조절하는 것으로 알려져 있는 성장호르몬.
그런데 성장호르몬이 단순한 신체 성장뿐 아니라 뇌의 기억 형성 과정에도 깊이 관여한다고 해요!
기초과학연구원(IBS) 기억및교세포 연구단 강봉균 단장 연구팀은 최근 성장호르몬이 기억을 저장하는 세포가 성숙하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 규명했다고 밝혔는데요.
기억은 특정 경험을 할 때 활성화된 일부 신경세포에 저장돼요. 이 세포를 ‘기억저장 세포(engram cell)’라고 하는데요.
기억이 형성되기 위해서는 기억저장 세포의 구조와 기능이 바뀌는 성숙(maturation)이 필요해요. 즉 기억을 실제로 저장하고 다시 꺼낼 수 있는 기능적 상태로 전환돼야 하는데요. 그러나 기억저장 세포의 성숙이 언제 시작되고 어떤 분자적기전에 의해 조절되는지는 명확히 밝혀진 바가 없죠.
IBS 연구진은 기억저장 세포의 성숙 과정에서 새롭게 만들어지는 단백질에 주목했어요. 이 단백질은 신경세포의 구조와 기능 변화를 이끄는 데 직접 관여해요. 세포 변화의 여부가 기억 형성의 성패를 좌우하기도 하죠. 이에 연구진은 학습 과정에서 단백질이 만들어지는 시점이 기억 형성에 미치는 영향을 분석했어요.
실험용 쥐가 특정 환경을 위험한 상황으로 인식하고 기억하도록 하는 학습 실험을 진행한 결과, 실험용 쥐는 학습이 끝난 뒤 단백질 합성을 억제하는 경우 기억 회상 능력이 유지됐어요. 그러나 학습이 이뤄지는 순간을 포함한 초기 단계에서 단백질 합성을 차단하는 경우 생쥐의 기억 회상 능력이 크게 감소했어요.
기억저장 세포에서도 기억이 형성될 때 신경세포 간 연결이 강화되는 시냅스 변화가 관찰되지 않았는데요. 이는 기억 형성에 필요한 단백질이 학습 과정과 그 직후 매우 이른 시점에 만들어져야 한다는 것을 의미하죠. 즉, 짧은 시간 동안의 분자적 변화가 기억저장 세포의 성숙과 이후 기억 유지·회상을 좌우한다는 의미에요.
또 연구진은 학습 초기 단계에서 만들어지는 단백질 가운데 성장호르몬이 학습 직후 해마에서 빠르게 증가한다는 사실을 확인했어요. 특히 성장호르몬은 학습 시 활성화된 신경세포에 특이적으로 나타났어요.
외부에서 성장호르몬을 주입하는 실험도 수행됐는데요. 단백질 합성을 억제해 기억 형성이 저해된 상태에서 성장호르몬을 보충하자 기억저장 세포의 구조적·기능적 변화가 일부 회복됐어요. 학습 내용을 떠올리는 행동도 되살아났죠. 이는 성장호르몬이 기억 형성 과정을 직접적으로 조절하는 핵심 인자임을 시사해요.
강봉균 단장은 이번 연구가 신체 성장 조절 인자로 알려진 성장호르몬이 기억저장 세포의 기능적 변화를 직접 조절할 수 있다는 것을 보여준다고 밝혔는데요.
이번 연구에 대한 자세한 내용은 국제 학술지 ‘사이언스 어드벤시스’에서 확인하실 수 있어요!
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