정원석 카이스트 교수

정원석(사진) 카이스트 교수는 미국 샌프란시스코 소재 캘리포니아주립대학(UCSF)에서 박사 학위를 취득한 후 스탠퍼드대에서 포스트닥터(박사 후 연수과정)를 하던 2013년 별아교세포도 미세아교세포처럼 시냅스 제거 기능을 발휘한다는 혁신적인 논문을 냈다.

당시 뇌가 급격하게 발달하는 시기인 생후 2주 정도의 생쥐에서 이런 사실을 확인했다. 미세아교세포가 아닌 별아교세포의 시냅스 가소성 관여 사실은 세계에서 처음 밝혀냈다. 세계적 뇌신경학자로 신경교세포 분야의 권위자이던 고(故) 벤 바레스 지도교수의 영향을 받았다.

2016년 귀국한 그는 국내 대학에 자리를 잡고 선행 연구에 이어 정상 성인 뇌에서도 같은 현상을 확인했다. 미세아교세포는 억제해도 시냅스에 변화가 생기지 않았지만 별아교세포는 그렇지 않았다.

―이번 네이처 논문의 의의를 설명해주신다면.

“크게는 교세포의 중요성이다. 사람의 기억은 뉴런에 좌우된다고 생각해 왔지만 옆에서 뉴런을 돕던 교세포, 특히 별세포가 기억 형성과 소멸에 관여할 수 있다는 사실이 확인됐다. 별세포가 시냅스 숫자를 조절할 수 있기 때문이다. 학습 등 인간의 고등 인지작용에 별세포가 중요한 역할을 하므로 자폐증, 치매 등 연구에 돌파구를 열 수 있다.”

―다음 단계의 연구 목표는 무엇인가.

“보다 다양한 환경으로 연구 결과를 확장하고 싶다. 이번 연구는 기억의 저장 창고에 해당하는 뇌의 해마에서 확인했다. 다른 신경회로에서도 이번 기전이 유지되고 조절되는지를 보고 싶다. 또 뇌의 초기 발달 시기와 성체 시기 외에 다른 시기도 관찰하고 싶다. 어릴 때 시냅스 가소성에 문제가 생기면 자폐증, 조현병 발생과도 연결되지 않을까 궁금하다. 또 노화 과정에서 인지기능이 저하되는 치매, 파킨슨병과의 연관성도 찾고 싶다.”

정원석 교수의 이번 연구는 삼성미래기술육성사업의 지원을 받았다. 삼성전자가 지난 2013년부터 우리나라의 미래를 책임질 과학기술 연구 분야 육성·지원을 목표로 1조5000억 원을 출연해 시행하고 있는 연구 지원 공익사업이다. 매년 상·하반기에 각각 기초과학, 소재, 정보통신기술(ICT) 분야에서 지원할 과제를 선정한다. 지난해 삼성전자는 △혁신적인 반도체 구조 및 구현 기술 △난치병 치료를 위한 세포치료제 △양자컴퓨팅 실용화를 위한 원천기술 △차세대 자발광 디스플레이 △차세대 실감미디어 디바이스 및 처리기술 △B5G &6G 등 6가지 분야를 지정했고, 공모를 거쳐 12개 과제를 선정했다. 2013년부터 지금까지 총 634개 과제에 8125억 원의 연구비가 지원됐다.

노성열·이승주 기자