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이랬다 저랬다 조울증, 신경저울로 잡는다 목록

조회 : 1276 | 2013-11-27

 

 

  양팔 저울이 왔다 갔다 하며 균형을 맞추고 있다. 이 저울은 ‘신경저울’. 한쪽으로 기울어지면 과도하게 흥분하거나 우울해지기 때문에 좌우 균형을 맞추는 것이 중요하다.

 

  그 아래는 ‘티핑포인트(Tipping Point)’라는 말이 있다. 티핑포인트란 큰 영향을 초래할 수 있는 작은 변화를 가리키는 말로, 이미 변화의 가능성이 충만한 상태에서만 발생한다.

 

  네이처가 이런 말을 쓴 이유는 흥분과 억제의 균형을 유지하는 신경저울 역할을 하는 유전자의 발견이 극단적인 신경정신과질환에 대한 표적 치료 가능성을 열 수 있기 때문이다.

 

  이번 주 네이처 표지는 이런 신경저울 역할을 하는 ‘SHANK3’ 유전자가 차지했다. 그동안 SHANK3에 돌연변이가 일어나면 이 유전자가 본래 표현하던 ‘SHANK3 시냅스 스캐폴드 단백질’이라는 물질 분비에 이상이 생겨 자폐증이나 정신분열 등 신경정신질환을 일으킬 수 있다고 알려져 왔다.

 

반대로 SHANK3가 과도하게 발현되는 경우는 명백한 결론을 내리지 못하고 있었다. 하지만 미국 베일러의대 분자인간유전학과 후다 조그비 교수 연구팀은 쥐의 유전자를 조작해 SHANK3가 과도하게 발현되게 만든 결과, 쥐가 발작을 일으키거나 극단적으로 흥분과 억제증상을 반복해 ‘양극성 장애’라고도 불리는 ‘조울증’을 일으켰다.

 

  또 연구팀은 주의력결핍·과잉행동장애(ADHD)로 진단받은 환자의 유전자를 조사한 결과 SHANK3가 위치하는 22번 염색체의 일부분에 중복이 일어난 사례를 발견했다. 네이처는 표지 설명에서 “특정한 유전자량이 너무 많거나 너무 적으면 유해한 영향을 끼칠 수 있다는 가설을 뒷받침하는 것”이라고 밝혔다.

 

  연구팀은 논문에서 “발작이 일어난 쥐에게 조울증 치료제인 ‘발프로에이트’를 주자 증상이 사그라들었다”라며 “이번 쥐 모델을 통해 특정 유전자 정보를 이용한 신경정신질환의 치료법을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

  이 연구에는 한국인인 한기훈 베일러의대 분자인간유전학과 박사도 참여했다.

 

 

 

 

   이번 주 ‘사이언스’는 가을 낙엽처럼 생긴 그래핀 도메인들을 표지에 실었다.

 

  ‘그래핀(Graphene)’은 전기 전도성이 구리의 100배에 이르고 강철보다 200배 단단하며, 탄성과 열전도성까지 뛰어난 ‘꿈의 신소재’다. 영국 맨체스터대 안드레 가임 교수와 콘스탄틴 노보셀로프 교수 연구팀은 2004년 2차원 구조 그래핀을 최초로 발견한 공로로 2010년 노벨 물리학상을 수상했다.

 

  그래핀은 휘어지는 디스플레이나 전자종이 등 다방면에 적용될 것으로 기대된다.

 

  문제는 다결정보다 효율이 우수한 ‘단결정’ 그래핀의 면적을 늘리는 기술이 제대로 확보되지 않아 상용화에 걸림돌로 작용하고 있다는 것. 화학기상증착법(CVD)을 이용, 구리 호일 위에 그래핀을 만드는 현재의 방식은 합성초기에 많은 핵이 생성되고 합병 속도가 빨라 단결정 그래핀 면적이 대체적으로 작고 크기도 불규칙하다.

 

  미국 텍사스대 로드니 루오프 교수가 이끄는 연구팀은 촉매 금속인 구리 호일 표면의 ‘산소’ 성분이 그래핀 핵형성을 억제하고 대면적의 단결정 그래핀 성장을 촉진시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 산소가 구리 표면의 활성 부위에 부동태화(不動態化)를 일으켜 핵 생성 밀도를 제어하는 역할을 하는 것.

 

  이를 확인하기 위해 연구팀은 산소가 많이 포함된 구리 호일(OR-Cu)과 적게 포함된 구리 호일(OF-Cu) 위에 각각 메탄과 수소를 조합해 그래핀을 생성한 후 저분자 분석 장비용 질량분석기(TOF-SIMS)로 관찰했다.

 

  그 결과 OF-Cu 위에 생성된 그래핀이 OR-Cu 위의 그래핀보다 훨씬 많은 핵을 만들어 냈고, 면적도 작았다. 연구팀이 OF-Cu를 산소 분자에 노출 시킨 후 다시 그래핀을 생성하자 단결정 면적은 늘어났다.

 

  연구팀은 “산소가 그래핀 성장에 관여한다는 사실을 확인했으니 이를 제대로 제어한다면 센티미터(cm) 규모의 그래핀 도메인도 얻을 수 있게 될 것”이라고 말했다.

 

 

  동아사이언스 최새미 기자 saemi@donga.com  전준범 기자 bbeom@donga.com    

 

 

 

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