7월 31일 단신

생후 일주일 된 생쥐의 뇌에서 발생하는 신호 전달 체계를 교란하였더니 성체로 성장한 뒤에 일어나는 신경세포간의 교차 연결 형성에 문제가 생긴다는 사실이 밝혀졌다. 뇌에 존재하는 신경세포들은 화학물질이나 물리적 접촉 등을 통해 서로 연결되어있으며, 이런 신경세포간의 연결을 '시냅스'라고 한다. 외부 환경에서 자극이 가해지면 뇌서 그에 대반응을 보이는데, 그 반응의 하나가 시냅스가 강해지거나 약해지는 것이다. 이처럼 신경세포 간의 연결, 즉 시냅스가 강해지거나 약해지는 것은 '가소성'이라고 부르며, 가소성에 문제가 생기면 인지장애가 나타난다. 영국 카디프 대학의 닐 하딩햄과 연구진은 생후 7일 된 생쥐에게서 DISC1이라는 단백질의 신호체계를 6-48시간동안 막아 보았다. 이 생쥐들이 성체로 자라난 뒤 수염을 건드려 자극을 주었는데, 보통 쥐들은 이같은 자극이 가해지면 뇌가 자극을 인지하고 그 자극에 대한 반응으로써 시냅스를 변화시키지만, 이 생쥐들은 수염을 건드리는 자극을 주어도 시냅스에 아무 변화도 일어나지 않았다. 연구진은 이 연구 결과에서처럼 사람의 경우도 출생 직후 중요한 신경 발달이 이루어지는 시기에 DISC1 단백질 신호 체계에 교란이 일어나는 것이 청소년기에 정신질환이 나타나는 것에 대한 원인일 것이라고 제안했다.

A critical period for brain health

Nature 523, 505 (30 July 2015) doi:10.1038/523505b

Adult cortical plasticity depends on an early postnatal critical period

Science 24 July 2015: 

Vol. 349 no. 6246 pp. 424-427 

DOI: 10.1126/science.aaa8481

마리화나의 주요 활성성분인 THC는 CB1 카나비노이드 수용체에 결합하여 기억력과 불안 장애를 가져오는 것으로 알려져있다. 동시에 이 물질은 세로토닌 2A수용체에 의해 조절되는 행동에도 영향을 미친다고 알려져있다. 스페인 바르셀로나 폼페우 파라 대학의 패트리샤 로블레도와 연구진은 세로토닌 수용체가 결핍된 쥐에게 THC를 투여하자 기억력 장애가 나타나지 않으면서 진통 효과만 나타난 것을 확인했다. 이에 더해 연구진은 세포 수준에서 CB1 카나비노이드 수용체와 세로토닌 2A 수용체 두 개가 물리적으로 상호작용을 하는 것을 관찰했다. 이 두 수용체가 서로 결합하지 못하도록 하는 펩타이드를 쥐에게 THC와 함께 투여하자 뇌에서 두 수용체가 더 이상 서로 결합하지 않았고, 진통 효과는 유지되면서 기억력 장애가 발생하지 않았다.

Marijuana's good without the bad

Nature 523, 504–505 (30 July 2015) doi:10.1038/523504d

Cognitive Impairment Induced by Delta9-tetrahydrocannabinol Occurs through Heteromers between Cannabinoid CB1 and Serotonin 5-HT2A Receptors, PLOS BIOLOGY

Published: July 9, 2015DOI: 10.1371/journal.pbio.1002194

땅 위에서 점프하는 것은 중력을 이겨내기 위해 몇 개의 근육 조합이 함께 움직이는 것을 필요로 한다. 물 위에서 걷는 것은 움직이는 동안 표면장력을 깨지 않는 특수한 다리를 필요로 한다. 소금쟁이, 낚시거미같은 곤충들은 몸을 들어올릴 수 있는 추가적인 힘 없이 어떻게 물 위에서 점프를 할 수 있는걸까? 고박사와 연구진은 표면장력을 깨지 않는 움직임의 한계점과 점프를 가능하게 하는 다리의 구조를 알아내기 위해 소금쟁이를 연구했다. 그 결과 얻어낸 다리의 형태와 움직임에 대한 주요 인자를 검증하기 위해 물 위에서 점프하는 로봇을 만들어냈다.

— MSL

Science, this issue p. 517;

see also p. 472

How to walk and jump on water

비만과 다른 질병들은 소포체의 단백질 보호 기능에 생긴 문제와 연관이 있다. 양박사와 연구진은 비만과 그에 연관도니 만성 염증이 소포체 안에 제대로 접히지 않은 단백질들이 축적되는 기작과 연관되어있으리라고 제안했다. 이같은 스트레스는 접히지 않은 단백질 반응(unfolded protein response;UPR)을 유발한다고 알려져 있다. 하지만, 비만인 쥐에서는 UPR반응을 조절하는 리보핵산가수분해효소(ribonuclease)인 이노시톨 요구 단백질1(IRE1a, inositol-requiring protein-1)의 S형 니트로실화 S-snitrosylation가 증가했다. 변형된 IRE1a는 리보핵산분해 활성이 낮았다. 연구진들은 니트로실화되지 못하는 IRE1a의 돌연변이형 단백질을 비만 쥐의 간에 발현시켰다. 이 방법으로 UPR과 글루코오스 항상성을 회복시켰다.

 — LBR

Science, this issue p. 500

S-nitrosylation links obesity and cell stress

21세기 초의 첫 10년 동안 지구 온난화의 속도가 느려진 것, 혹은 중단된 것으로 보인다. 이 현상은 "틈(hiatus)"이라고 불린다. 하지만 우리가 알기로 지구의 기후시스템은 대기에 축적되는 온실가스로 인해 여분의 태양에너지를 축적하고 있다. 이 태양에너지가 대기중으로 가지 않았다면 어디로 간 것일까? 니브스 박사와 연구진은 이 기간동안 태평양의 표면은 식고 인도북해와 남반구 해안들이 데워진 것을 발견했다. 즉, 2003년 시작된 십여년 간의 틈은 지구 전체의 온난화 속도가 변한 것이 아니라 대양간 열의 재분배 결과라고 보여진다.

— HJS

Science, this issue p. 532

looking for the missing heat

해마의 신경세포는 공간 기억이라 불리는, 주변 환경을 묘사하는 지도를 머릿속에 만들어놓는다. 타바레스박사와 연구진은 사람은 자신이 중심이 되는 사회적 환경에 대한 3D 지도도 구축한다고 제안했다. 그들은 사회적 상호작용에 대해 묘사하는 지도를 참가자가 사회적 영향력(우월성, 서열 등)과 소속감(친밀도, 신뢰도 등)이 다른 가상의 인물들과 함께 상호작용하는 역할놀이를 하는 동안 fMRI를 통해 측정했다. 좌측 해마의 활성이 이 두 가지 요소에 의해 영향을 받는 것으로 드러났으며, 각각의 개별 요소에 의해서는 영향을 받지 않았고, 그 상관관계는 개인의 신경증이나 양심과 같은 사회성이나 성격적 특성에 좌우되는 것으로 드러났다.

– LNS

Neuron 87, 231 10.1016/j.

neuron.2015.06.011 (2015)

At the center of our own spatial social network