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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 박진아
논문 Jina Park, Francesco Longo, Seung Ju Park, Seulgi Lee, Mihyun Bae, Richa Tyagi, Jin-Hee Han, Seyun Kim, Emanuela Santini, Eric Klann, and Solomon H. Snyder, (2019), Inositol polyphosphate multikinase mediates extinction of fear memory. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2019;116:2707–12
한줄요약 IPMK의 공포기억소거 기작
박진아.2.jpg

<흥분성 신경세포 특이적 IPMK 녹아웃에 의한 공포기억 소거증진 효과>



1. 배경지식

   포유류에게 있어 다가오는 위협에 대응하여, 관련된 사건을 기억하고 적절한 반응을 하는 것은 생존에 매우 중요합니다. 또한 필요 이상으로 과도한 공포를 느껴 수행능력이 떨어지는 경우도 있습니다. 공포기억이 잘 조절되지 않을 때, 사람의 경우 공포증, 외상 후 스트레스 장애 (PTSD, post traumatic stress disorder) 와 같은 질병의 형태로 나타나기 때문에 공포기억의 형성과 소거 과정은 심층 연구가 필요한 분야입니다. 현재까지 이루어지고 있는 대부분의 공포기억 연구는 공포기억의 소거보다는 형성과정에 집중되어 있습니다.


이노시톨 (inositol)은 포도당이성질체 중 하나로, 신경세포 및 뇌에서 대사가 원활하게 이루어지지 않을 때 우울증과 같은 신경계 정신질환이 나타날 수 있습니다. 하지만 뇌 안의 이노시톨 다인산 (inositol phosphates)들의 역할은 상대적으로 연구된 바가 적습니다.


2. 질문

   뇌의 이노시톨 다인산 멀티키나아제 (Inositol polyphosphate multikinase; IPMK)의 역할은 무엇일까?


3. 발견

   본 연구에서는 쥐의 뇌의 흥분성 신경세포 (excitatory neuron, CaMKII-positive neuron) 에서 IPMK를 특이적으로 제거하여 그 행동을 전반적으로 관찰하였습니다. 그 결과, IPMK가 제거된 생쥐에서 공포기억의 소거가 촉진되며, 편도체에서의 S6K의 활성이 증가됨을 관찰하였습니다. 또한 이러한 현상이 편도체에서의 p85 S6K1 활성의 증가와 함께 나타나는 것을 발견하였고, 해마 부분의 시냅스에서도 장기강화 (LTP)가 증가되어 있는 것을 확인하였습니다. 이를 통해 대사를 조절하는 inositol 및 대사 관련 분자의 중요성을 알 수 있었고, 아직은 미지의 영역이나 다름없는 공포기억 소거 조절물질들에 대한 새로운 핵심인자를 밝혔다는 점에 의미가 있습니다.


4. 후속

   본 연구에서 쓴 CaMKII neuron – IPMK KO 쥐에 대하여 다양한 접근을 하던 도중, IPMK 제거에 의해 유의적으로 높아진 단백질 발현이 관찰한 바 있습니다. 아직 그 이유를 자세하게 밝히진 못하였지만, 해당 단백질이 CaMKII neuron에서 발현이 없다고 알려진 터라, 흥미를 가지고 후속 논문을 준비하고 있습니다. 또한 연구실에서는 IPMK 효소의 작용 기전을 밝히는 기초연구를 추가로 진행하고자 합니다.


5. 소감

   본 연구를 진행하면서 해당 쥐를 가지고 공포기억의 소거 효과를 발견하기 전까지 수많은 동물 행동을 진행하였으나, 모두 차이가 없는 데이터로 판명되었습니다. 오랜 기간 행동분석에서 유의한 결과를 얻지 못했으나, 인내심을 가지고 분석을 진행한 결과 발굴한 성과이기에 매우 뜻깊고 소중합니다. 해당 데이터를 얻었을 때, 미국으로 학회를 가신 교수님과 새벽 두 시에 카카오톡으로 실시간으로 결과를 주고 받던 기억이 아직도 생생합니다. 처음 이 연구가 시작 되었을 때부터 논문이 마무리 되기까지 오랜 시간이 지났지만, 잘 마무리 되어 매우 기쁩니다.


6. 기타

   본 연구를 끝까지 마무리 할 수 있도록 따듯하게 격려하고 지도해주신 김세윤 교수님께 큰 감사를 드립니다. 더불어 부족한 제가 성장하고 있는 것을 함께 지켜봐 준 대사신호전달 연구실 동료들, 승주언니, 채민언니, 슬기언니, 지윤이, 형준이, 민규, 해인이, 승은이, 세훈이와 연구실에 계시지 않지만 멀리서나마 늘 응원해주셨던 김영란 선생님, 은하언니, 정은이에게 깊은 감사를 표하고 싶습니다. 끝으로 오랜 시간 저의 공부를 언제나 지지해주시는 부모님과 인아, 그리고 현학오빠에게 감사의 인사를 전합니다. 부족하지만 계속 배우며 성장하는 모습을 보여드리고자 노력하겠습니다. 감사합니다.


  1. 민지연 (분자세포 면역학 연구실, 강석조 교수님)

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  4. 최지헌 (신경발생학 연구실, 김진우 교수님)

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