뇌 속 별세포…장기 기억 유지 핵심 역할 [지금은 과학]

[아이뉴스24 정종오 기자] 어떤 기억은 금세 사라진다. 특정 기억은 오랫동안 머릿속에 남는다. ‘오래 남는 기억’은 학습과 경험 축적의 기반이 될 뿐만 아니라 노화로 인한 인지 저하나 치매 같은 뇌 질환 연구에서도 매우 중요한 주제다.

기초과학연구원(IBS, 원장 장석복) 기억 및 교세포 연구단은 한국뇌연구원(KBRI)과 공동연구를 통해 기억을 오랫동안 유지하는 핵심 메커니즘이 뇌 속 별세포(Astrocyte)에 있음을 규명했다. 연구팀은 별세포 내 단백질 Ank2(Ankyrin-2)가 장기 기억 유지에 필수 역할을 하며 별세포 신호만 선택적으로 조절해 기억을 더 오래 유지할 수 있음을 동물실험을 통해 입증했다.

연구팀은 뇌에서 신경세포를 조절하는 별세포에 주목했다. 별세포에 풍부하게 존재하는 단백질 Ank2가 기억 유지 과정에 중요한 역할을 할 것이라는 가설 하에 동물 실험을 진행했다.

별세포에서만 Ank2 유전자를 제거한 생쥐는 학습 직후 확인한 최근 기억은 정상적으로 유지됐는데 2주 뒤 측정한 장기 기억은 눈에 띄게 감소했다. Ank2가 없는 별세포는 구조가 단순해지고, 기억을 저장하는 엔그램(engram, 학습 후 뇌에 형성되어 특정 기억을 저장하고 이후 기억 회상에 관여하는 신경세포 집단) 신경세포와 물리적 접촉도 크게 줄어든 것으로 나타났다.

학습과 기억 형성에 핵심인 장기강화(Long-Term Potentiation, LTP)의 유지 능력 역시 저하됐다. 이는 별세포가 단순히 신경세포를 보조하는 역할을 넘어, 기억을 장기간 안정적으로 유지하는 데 직접 관여하고 있음을 보여준다.

연구팀은 기억 유지 과정의 분자 메커니즘도 추가로 규명했다. 분석 결과, Ank2는 별세포 내 칼슘 신호 전달에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. Ank2가 제거되면 세포 내 칼슘 신호가 약화되고, 이에 따라 신경세포 간 연결을 강화하고 기억 형성을 돕는 핵심 단백질인 뇌유래신경영양인자(BDNF, Brain-Derived Neurotrophic Factor)에 대한 반응성이 감소했다.

교신저자인 고우현 연구위원은 “그동안 신경세포 중심으로 이해돼 온 기억 연구의 관점을 확장했다는 점에서 의미가 크다”며 “기억 유지 메커니즘에 대한 새로운 이해를 제공함으로써 앞으로 노화나 우울증으로 인한 인지 저하나 알츠하이머병과 같은 다양한 기억 관련 뇌 질환 연구의 새로운 방향을 제시할 것으로 기대한다”고 말했다.

자폐스펙트럼장애나 지적장애와 같은 뇌발달장애에서 별세포의 Ank2가 어떤 역할을 하는지에 대해서도 연구를 확장해 나갈 계획이라고 연구팀은 전했다. 이번 연구 결과(논문명: Astrocytic Ankyrin-2 Enables Memory Persistence in the Mouse Hippocampus)는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 7월 7일 온라인으로 실렸다.