인하대학교는 우주 미세중력 환경이 우주인의 인지기능에 미치는 영향과 원인을 뇌신경회로칩 모델을 통해 규명했다고 19일 밝혔다. 이번 연구는 인하대 양수근·유혜진 교수팀과 동국대 방석영 교수팀, 광주과학기술원 조경래 교수팀이 공동으로 수행했다. 연구진은 뇌신경회로 모사칩을 활용해 미세중력 환경에서 신경세포의 연결성과 활성을 측정했다. 그 결과 지상 환경과 비교했을 때 신경세포의 연결성이 유의미하게 감소한다는 사실을 확인했다. 실험은 랫드 배아에서 추출한 신경아세포를 성숙한 신경세포로 분화시킨 뒤 뇌신경회로칩에 탑재해 미세중력 모사환경에서 배양하며 진행됐다. 관찰 결과, 세포 내 활성산소가 증가하고 칼슘 농도가 변했으며, 축삭돌기 밀도와 시냅스 형성이 감소했다. 또한 세포 스트레스 방어에 관여하는 유전자(HSPA4) 발현이 줄어든 반면, 신경퇴행 질환과 연관된 유전자(SNCA)는 발현이 증가한 것으로 나타났다. 미국항공우주국(NASA)은 우주인의 비가역적인 뇌인지기능 변화가 인류의 화성 탐사와 지속가능한 우주개척을 위해 반드시 해결해야 할 난제라고 지적해 왔다. 이에 따라 전 세계 연구진이 대응 방안을 찾기 위해 연구를 이어가고 있다. 양수근 인하대 의과대학 교
[첨단 헬로티] KAIST 생명과학과 허원도 교수 연구팀이 머리에 빛을 비춰 뇌신경세포 내 칼슘 농도를 조절함으로써 공간기억 및 공감 능력을 높이는 비침습적인 기술을 개발했다. 칼슘은 세포 기능에 중요한 물질로, 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경 전달 물질 분비, 항상성 유지 등에 폭넓게 관여한다. 세포가 제 기능을 잘 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘 농도가 적절하게 조절돼야 한다. 세포 내 칼슘 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어질 수 있다. 허원도 교수 연구팀은 이전 연구에서 세포에 빛을 비춰 세포 내 칼슘 농도를 조절하는 옵토스팀원(OptoSTIM1) 기술을 개발한 바 있다. 옵토스팀원(OptoSTIM1) 기술은 빛을 이용하여 비침습적으로 세포의 기능을 조절하는 광유전학(Optogenetics) 기술이다. 쥐 머리에 청색 빛을 쬐어주면 광수용체 단백질 여러 개가 결합되며, 이 단백질 복합체가 세포의 칼슘 통로를 열면 세포 내로 칼슘이 유입된다. 외과적 시술에 비해 비침습적이긴 하나, 옵토스팀원(OptoSTIM1) 기술을 이용하려면 생체 내에 광섬유를 삽입해 빛을 뇌 조직 내로 전달하는 과정이 필요하다. 광섬유 삽입은 털,
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