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선충 C. elegans의 주열성 행동의 분자신경 네트워크 메커니즘

전문가 제언: ○ 동물은 감각기관으로부터 입력된 외계의 자극을 신경네트워크 내에 정보 처리하는 것에 의해 행동이나 사고로 출력할 수 있다. 이 일련의 프로세스가 신경계에서 어떻게 이루어지는가를 확인하는 것은 현대 신경과학의 큰 과제이다.

○ 동물은 환경의 변화를 정확하게 감지하여 그에 대응함으로써 스스로의 생존 확보나 자손의 유지를 도모한다. 이와 같은 정교한 응답행동의 메커니즘을 해명하기 위해서는 신경계를 시스템으로 하여 망라적으로 이해하는 것이 필요하다.

○ 그러나 고등동물이 될수록 뉴런(neuron)의 수는 증가하여 인간의 뇌에 이르러서는 1,000억 개의 뉴런으로 구축되기 때문에 그의 신경회로망의 조합은 천문학적인 수치가 되어 대단히 복잡하게 된다. 그런데 각각의 뉴런의 물리화학적 성질을 보면 하등동물과 고등동물 사이에는 그다지 차이가 없다.

○ 즉 특정 행동에 관여하는 단순한 신경회로의 기능을 망라적으로 해명함으로써 복잡한 신경기능의 기본원리를 확인할 수 있다고 생각된다. 이와 같은 해석에 적합한 실험 모델시스템으로 신경시스템이 불과 302개의 뉴런으로 구성된 선충이 각광을 받고 있다. 선충은 단순한 신경시스템만을 가졌으나 그의 행동은 극히 복잡하다.

○ 그 중에서도 온도에 대한 응답행동인 주열성은 신경기능의 가소성에 대하여 분자·세포·신경회로·개체의 4개의 계층레벨을 통합하여 망라적으로 연구할 수 있는 희소한 실험시스템이다. 여기서는 이제까지 주열성의 해석으로부터 확인된 분자·신경제어 메커니즘에 대하여 해설하였다. 앞으로 새로운 주열성 변이체의 해석이나 guanylyl cyclase의 상류 분자의 단리 등 온도센서가 확인되리라 기대하며 또한 이를 통하여 신경기능의 재구축이 이루어지기를 기대한다.

저자: Eiji Kodama, Atsushi Kuhara, Ikue Mori
자료유형: 학술정보