(백브리핑자료 수정)_기억 재경화 과정의 시냅스 메커니즘 밝혀져

Report
기억 재구성 과정의 시냅스 메커니즘 규명
시냅스 수준에서 기억 제어 가능성 제시
-미국립과학원회보 발표-
서울대학교 생명과학부 기억제어창의연구단, 뇌인지과학과
강 봉 균 교수
PNAS, 2012.8.28 (online 8.14)
연구 배경
기억의 재경화(再硬化)란?
•
•
•
기억은 단기기억과 장기기억으로 나누어 질 수 있음
장기기억이 형성되기 위해서는 유전자 전사와 단백질 합성을 통한 경화 과정이 필요
장기기억은 회상과 같은 재활성을 거쳤을 때 다시 단백질 합성이 필요한 재경화 과정을
거쳐야 함
연구 배경
기억 재경화 과정에서 단백질 분해와 재합
성의 역할
2008. 2.
• 본 연구단은 기억 재경화 과정에서 일어나는 단백질의 재합성에 단백질 분해가
선행한다는 것을 생쥐 모델에서 규명
• 생쥐의 공포 기억을 통한 연구에서 기억의 재구성 과정에서 단백질 합성을
저해하였을 때 (Ani) 공포기억이 사라지는 것 확인할 수 있었음
• 하지만 단백질 분해와 합성을 동시에 저해하였을 때, 이러한 현상이 사라지
는 것을 확인할 수 있었음
• 또한 시냅스의 단백질도 재경화 과정에서 그 양이 감소하였다가 다시 증가
것을 분자 생화적인 방법으로 확인할 수 있었음.
• 이를 통해 기억의 재구성 과정에 단백질의 분해와 재합성이 필수적인 과정
임을 알 수 있었음
연구 모델
바다 달팽이의 행동 실험과 시냅스에서의
전기 생리학적 연구방법
• 개체 수준에서의 행동 변화와, 이에 수반되는 시냅스 수준에서의 변화를
동시에 관찰할 수 있는 실험 동물 모델
행동 실험 모델
군소의 민감화 기억
수관
꼬리
• 꼬리에 반복적인 통각자극을 주었을 때 수관의 수축하는 시간이 길어지
는 민감화 기억이 형성
• 군소의 민감화 기억이 장기기억으로 저장될 때 단백질 합성을 통한 경화
과정이 필수적
• 군소의 수관을 자극하고 단백질 합성을 저해하였을 때(emetine) 민감화
기억이 사라지는 것을 관찰
• 그리고 단백질 분해와 재합성을 동시에 저해하였을 때(βlac+emetine) 민
감화 기억이 유지되는 것을 관찰
• 이는 군소의 민감화 기억의 재경화에서도 단백질 분해와 합성이 필수적
이라는 것을 의미
전기 생리학적 방법
시냅스에서의 연구
전기생리학
Intracellular recording
(군소 신경세포 전압 측정)
세포배양
Sensory-to-motor coculture
(군소 신경세포 배양)
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시냅스 재안정화 현상이 단백질 합성 저해(emetine)에 의해 억제됨
단백질 합성 저해제에 의한 시냅스 약화 현상이 단백질 분해 저해(β-lac
+emetine)에 의해 상쇄
재경화시, 시냅스 불안정화(destabilization)와 재안정화(restabilization)가
동일한 시냅스에서 일어난다는 것을 의미
This week on line.
ApAUF1은 전사인자인 ApC/EBP mRNA 에 결합함
ApAUF1 과발현에 의한 LTF 억제 현상
과발현된 ApAUF1의 세포내 분포 확
인
과발현 된 ApAUF1에 의해 LTF가 억제
됨
• 시냅스 경화과정(Consolidation)에 중요한 역할을 담당하는 ApC/EBP의
mRNA를 ApAUF1이 전사후 조절 메커니즘을 통해 조절한다는 것을 밝힘
결론 및 연구 성과
기억 재구성 과정의 시냅스 메커니즘 규명
• 군소의 민감화 기억을 모델에서도 기억의 재경화 현
상이 나타나고, 이 과정에서 단백질 합성이 필수적이
라는 것을 규명
• 재경화 과정에서 일어나는 단백질의 분해가 단백질의
합성에 선행한다는 것을 규명
• 행동에서 나타나는 재경화 과정이 기억을 저장하고
있는 시냅스에서도 동일하게 나타남
• ApAuf1이 시냅스 경화에 중요한 역할을 한다는 것을
규명
결론 및 연구 성과
기억 재구성 과정의 시냅스 메커니즘 규명
• 기억의 재구성 과정에서 필수적인 단백질의 분해와
재구성이 동일한 시냅스에서 나타난다는 것을 규명
• 재구성 과정을 설명하는데 필수적인 시냅스 수준의
변화 모델을 제시
• 기억 제어가 시냅스 수준에서 가능하다는 가능성을
제시함과 동시에 기억 장애를 치료할 수 있는 가능성
을 제시
연구비 지원기관
• 교육과학기술부 / 한국연구재단:
-창의적 연구진흥 지원연구 사업
(사업단명: 기억제어연구단)
-WCU 육성 사업
감사합니다

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