EU가 지원한 SleepSynapses 프로젝트는 수면이라는 보편적이면서도 이해하기 어려운 생물학적 현상에 대한 새로운 통찰 제공
- 수면은 동물들이 무방비하고 비생산적인 상태로 보이게 하는데, 왜 이러한 상태가 필요한지에 대한 근본적인 목적을 밝히기 위한 연구 진행
- 본 연구는 ”시냅스 항상성 가설“에 따라, 각성 시 학습과 경험으로 인해 과부하 된 뇌 시냅스가 수면을 통해 재설정되어 균형을 유지하고 뇌 기능을 최적화한다고 가정
- 벨기에 VIB-KU Leuven 뇌 및 질병 연구센터의 Liu 조교수 주도하에, SleepSynapses 프로젝트는 첨단 유전학 모델과 최신 기술을 활용하여 수면이 신경 세포 간 연결인 시냅스에 미치는 영향을 탐구
- 기존 쥐를 이용한 연구 대신 유전적으로 단순한 초파리(Drosophila melanogaster)를 연구 대상으로 활용하여, 동일 시냅스가 다양한 조건에서 어떻게 변화하는지 정밀하게 연구 가능
- 연구팀은 수면 및 수면 부족에 의해 유도되는 시냅스 변화를 명확히 밝혀냈으며, 단일 세포 전사체학을 사용하여 수면과 각성이 다양한 뇌세포의 유전자 활동에 미치는 영향을 연구
- Nature Neuroscience지에 발표된 연구 결과, 지금까지 보조적 역할로만 여겨졌던 비신경세포인 교세포가 수면 항상성을 유지하는 데 핵심이라는 점을 발견
- Liu 박사는 교세포가 수면-각성 주기를 조절하는데 이전까지 알려지지 않은 방식으로 관여하고 있으며, 신경학에서 과소평가 된 이 영역에 대해 더 많은 연구가 필요하다고 강조
- 또한 연구팀은 시냅스 가소성이라는 메커니즘이 기억 형성과 학습에 필수적임을 확인하고, 뇌가 특정 시냅스를 빠르게 조정하여 균형을 유지하는 새로운 방법을 발견
- 이러한 새로운 시냅스 조정 과정은 주로 뉴런의 신호 전달부에서 일어나며, 각성 상태에서 발생하여 뇌 활동과 휴식, 학습의 관계에 중요한 역할을 수행
- 연구팀은 COVID-19 팬데믹으로 인한 장비 부족 및 공급망 혼란과 같은 어려움을 극복하며 획기적인 연구 성과를 도출하였고, 새로운 세대의 초기 연구자들을 육성하여 학계로 진출시키는 성과도 달성
- SleepSynapses 프로젝트는 수면의 세포 메커니즘에 대한 보다 심도 있는 연구를 위한 기반을 마련했으며, 수면 장애와 인지 건강에 대한 새로운 관점 제공
- Liu 박사는 “수면이 단순히 우리 개인에게 어떤 의미인지 뿐만 아니라, 우리를 구성하는 세포들에 어떤 의미를 가지는지에 대한 이해에 한 걸음 더 다가섰다"고 평가
- 또한, 기초 과학 연구의 중요성을 강조하며 초파리와 같은 간단한 모델을 통한 연구가 복잡한 시스템을 이해하는 기본 원리를 제공한다고 강조
SleepSynapses 프로젝트
- 기간 : 2018.02 ∼ 01
- 예산 : 약 1,706,250.00 유로 (EU 100% 지원)
- 총괄 : VIB VZW (벨기에)
