RNA 바코드로 뇌 신경망 지도 제작 성공

일리노이 대학교 어바나-샴페인 연구진이 신경세포 간 연결을 추적하는 혁신적인 기술을 개발했습니다. 연구진은 리보핵산(RNA) 바코드를 활용해 뇌의 숨겨진 신경 회로를 정밀하게 지도화하는 데 성공했습니다.

기존 뇌 지도 제작 방식은 뇌 조직을 얇게 잘라 현미경으로 일일이 확인해야 하는 번거로움이 있었습니다. 이번에 개발한 커넥톰-시크(Connectome-seq) 기술은 뇌 지도를 염기서열 분석(sequencing) 문제로 전환해 속도와 효율성을 획기적으로 높였습니다.

연구진은 각 신경세포에 고유한 RNA 바코드를 부여했습니다. 이어 특수 단백질을 통해 이 바코드가 신경세포 접합부인 시냅스(synapse)까지 전달되도록 설계했습니다. 시냅스에서 만나는 두 신경세포의 바코드를 분석하면 어떤 세포들이 서로 연결되었는지 정확히 파악할 수 있습니다.

이 기술은 단일 시냅스 수준의 해상도로 수천 개의 신경 연결을 동시에 매핑합니다. 이는 현재 존재하는 어떤 기술보다 정밀하며 뇌 회로 기능을 이해하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

연구진은 생쥐의 뇌 회로를 분석해 기존에 알려지지 않았던 새로운 신경 연결 패턴을 발견했습니다. 특히 성체 뇌에서 연결된 적이 없다고 여겨졌던 세포 유형 간의 직접적인 연결을 확인하는 성과를 거두었습니다.

이러한 발견은 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환의 발병 기전을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 질환이 진행됨에 따라 뇌 회로가 어떻게 변화하는지 추적하면 병의 초기 징후를 포착할 수 있기 때문입니다.

연구를 주도한 박수안 자오 교수는 뇌를 컴퓨터 회로에 비유했습니다. 연결 구조를 알아야만 기능을 최적화하거나 고장 난 부분을 수리할 수 있다고 강조했습니다. 이번 기술은 회로 기반의 치료법을 개발하는 강력한 플랫폼이 될 전망입니다.

향후 연구진은 기술을 개선해 생쥐의 뇌 전체를 매핑할 계획입니다. 이 기술이 상용화되면 뇌 질환 환자의 맞춤형 치료와 조기 진단 분야에서 큰 변화가 일어날 것으로 보입니다.

이 기사는 일반적인 건강 정보를 제공하며, 의학적 조언을 대체하지 않습니다. 구체적인 건강 문제는 의료 전문가와 상담하십시오.

출처: 일리노이 대학교 어바나-샴페인(University of Illinois Urbana-Champaign) 연구 발표 자료.