KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 최낙원·허은미 뇌과학연구소 박사 공동 연구팀이 단백질인 '콜라겐'을 특정 방향으로 정렬하는 기술을 개발하고, 뇌를 구성하는 신경세포를 심어 3차원으로 배양하는데 성공했다고 13일 밝혔다.

우리 몸속의 장기와 조직을 이루는 세포는 특정 방향으로 정렬돼 있어 구조적인 속성을 부여한다. 신체가 생물학적인 기능을 할 수 있는 이유다. 따라서 장기나 조직을 인공적으로 만들 때도 세포의 방향성 모사가 필수적이다.

연구팀은 뇌 안에 있는 '해마'에서 학습과 기억을 담당하는 부분인 'CA3-CA1'을 이루는 신경세포의 회로를 제작했다. 신경회로의 구조에 맞게 콜라겐을 배열한 뒤 여기에 CA3, CA1에서 추출한 신경세포를 심었다.

신경세포는 콜라겐의 모양을 따라 성장했고 실제 모양과 동일한 신경회로가 탄생했다. 신경 회로망이 구조적 연결성뿐만 아니라 기능적 연결성도 갖추었음을 실험적으로 증명했다.

최낙원·허은미 박사는 "정상적인 신경 회로망뿐만 아니라 알츠하이머병, 파킨슨병 등 비정상적인 질병 상태의 신경 회로망까지 재구축하는데 적용될 수 있다"라며 "줄기세포 기술과 융합한다면 다양한 뇌질환·장애와 신경 회로망의 기능 장애와의 연관성을 이해할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 온라인 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications)에 1일 자로 게재됐다. 오는 21일에는 '네이처 리뷰스 머터리얼스'(Nature Reviews Materials)에 연구 하이라이트로 다시 소개될 예정이다.