일관되고 독창적인 연구로 세계적 수준 연구 이끌다

사람의 뇌가 기능을 수행하는데 있어 핵심적인 역할을 담당하는 ‘시냅스’(synapse). 시냅스는 신경세포와 다른 신경세포를 이어주는 대화창구로서 ‘흥분성 시냅스’와 ‘억제성 시냅스’로 구분된다. 이들은 서로 균형을 맞춰 신경전달이 효율적으로 일어날 수 있도록 하는데, 두 시냅스 간의 균형이 깨질 경우, 각종 뇌 질환이 발생하게 된다.

시냅스를 생성, 유지, 소멸하는데 관여하는 분자 메커니즘을 규명하는 연구를 꾸준히 수행해오고 있는 고재원 교수(연세대학교 생화학과 시냅스생물학연구실)는 최근 새로운 시냅스 생성 촉진 단백질을 발견해 학계의 주목을 받고 있다. 고재원 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 칼신테닌(calsyntenin) 단백질의 한 종류인 ‘칼신테닌3 단백질’이 특이하게 시냅스 생성을 유도한다는 것을 확인했으며, 신경 배양세포에서 칼신테닌 유전자의 발현을 감소시킬 경우 억제성 시냅스의 숫자와 기능이 감소한다는 사실도 확인했다. 또한, 칼신테닌3 단백질은 전 시냅스 접착단백질 중 기능이 잘 알려진 뉴렉신(neurexin) 단백질과 복합체(complex)를 형성해 시냅스에서 함께 기능을 수행한다는 사실도 증명해내며 새로운 시냅스 접착 경로를 규명한 점이 학계로부터 획기적인 성과로 평가받고 있다.

과거 미국 스탠퍼드 대학교(Stanford University) 의과대학(지도교수: 토마스 쥐트호프(Thomas Sudhof) 박사: 2013년 노벨생리의학상 수상자)에서 박사후연구원을 지내며 시냅스 접착단백질들에 관한 연구를 시작한 고 교수는, 지난 2011년부터 현재의 연세대학교 연구실에서 독립적인 연구를 진행하고 있다. 그동안의 연구내용을 확장함과 동시에 새로운 연구영역을 개척하고자 시냅스를 초기에 형성하는데 관여하는 여러 핵심 분자 기전들을 규명하는 연구를 진행하고 있다. 이와 같은 시냅스 접착단백질들을 새롭게 찾고 이전에 알려지지 않은 시냅스에서의 기능을 보고한 연구 성과를 인정받은 고 교수는, 올해 3월 21일 ‘제7회 아산의학상’ 젊은의학자부문 수상자로 선정되며 기초과학 연구 분야의 중요성을 다시 한 번 각인시켰다.

고재원 교수는 “우리 연구실에서 발표한 논문들은 이전에 알려지지 않았던 새로운 시냅스 생성원리를 밝힌 것으로, 시냅스 접착단백질을 연구하는 다양한 신경생물학자들에게 큰 지침서를 제공했다고 생각합니다. 또한, 우리 연구실에서 연구하는 시냅스 접착단백질들은 대부분 뇌 질환과 강한 연관관계가 있어 이들 단백질의 기능을 연구하는 것은 새로운 뇌질환치료제 개발 등 임상적 측면에서도 상당히 중요한 부분입니다”라며 연구에 대한 자부심을 내비쳤다.

신경생물학자로서 시냅스 연구의 수준을 한 단계 높여 궁극적으로 뇌의 작용기전을 이해하기 위해 묵묵히 연구에 매진하고 있는 고재원 교수는 자신의 연구를 통해 다양한 분야와 많은 사람에게 긍정적인 파급효과를 낳을 수 있는 연구를 진행하고자 한다. 보다 가치 있는 연구를 위해서 과학자로서의 기본적인 소양을 갖춘 인재의 양성이 중요하다고 주장하는 고재원 교수. 그의 이러한 연구에 대한 진중한 자세가 바탕이 되어, 궁극적으로 국가에 실질적인 도움을 줄 수 있는 창의적인 연구 결과들이 도출되기를 기대한다.