빛으로 뇌세포를 켜고 끄는 ‘광유전학’을 개척한 과학자 세 명이 2026년 노벨 생리의학상을 받았다. 이들이 만든 기술은 어떤 뇌세포가 움직임과 기억, 감정에 직접 관여하는지 확인할 수 있게 하면서 뇌 연구의 새로운 지평을 열었다. 노벨상 수상자 발표 화면에 세 명의 수상자, 왼쪽부터 카를 다이서로스, 페터 헤게만, 게오르크 나겔이 모습을 보이고 있다. [사진=폰투스 룬달/EPA] 빛으로 원하는 뇌세포를 켜고 끈다
이 대목에서 확인할 내용은 무엇일까?
수상자는 칼 다이서로스, 페터 헤게만, 게오르크 나겔이다.
세 사람은 ‘빛으로 열리는 이온 통로와 광유전학에 관한 발견’으로 상금 1천200만 스웨덴크로나를 공동으로 받게 됐다. 연구의 출발점은 작은 녹조류였다.
헤게만은 클라미도모나스라는 녹조류가 어떻게 빛을 향해 움직이는지 연구하다 빛을 받으면 빠르게 전기 신호를 만드는 단백질에 주목했다.
헤게만과 나겔은 이 단백질인 채널로돕신을 연구했다. 채널로돕신에 푸른빛을 비추면 세포 안으로 전기를 띤 입자가 들어가면서 전기 신호가 발생한다는 사실을 밝혀냈다.
다이서로스는 여기서 한 단계 더 나아갔다. 채널로돕신을 만드는 유전자를 신경세포에 넣으면 빛만으로 신경세포에 전기 신호를 만들 수 있다는 것을 동물실험으로 보여줬다.
이어지는 이야기에는 무엇이 담겼을까?
이후 연구진은 생쥐의 뇌에 매우 가는 광섬유를 넣어 특정 신경세포에 빛을 비췄다.
특정 세포를 켜자 생쥐의 수염이 움직였고, 다른 연구에서는 공포와 같은 기억을 만드는 신경세포의 연결망도 조사할 수 있었다.
카를 다이서로스가 미국 캘리포니아주 팰로앨토의 스탠퍼드대학교 의과대학 연구실에서 연구하고 있다.
[사진=스티브 피시/스탠퍼드 메디슨/로이터] 뇌의 ‘전등 스위치’가 의학을 바꿨다
광유전학이 중요한 이유는 단순히 뇌에서 어느 부분이 활동하는지 관찰하는 데 그치지 않기 때문이다.
특정 신경세포를 빛으로 직접 켜거나 끈 뒤 행동이 어떻게 달라지는지 확인할 수 있다. 쉽게 말해 뇌라는 거대한 방에 수많은 전등이 있다고 생각하면 된다.
과거에는 어떤 전등이 켜졌는지를 주로 관찰했다면, 광유전학은 연구자가 원하는 전등을 직접 켜 보고 무슨 일이 생기는지 확인할 수 있게 만든 셈이다.
제품 기능에서 확인할 내용은?
이 기술은 실제 치료 연구에도 활용되고 있다.
망막색소변성증으로 시력을 잃은 환자의 눈에 채널로돕신을 만드는 유전자를 전달한 뒤 특수 안경으로 빛을 보내 일부 시각 기능을 회복시키려는 연구가 진행됐다.
광유전학은 치매와 뇌전증, 중독 같은 질환을 이해하는 데도 중요한 연구 도구가 될 수 있다.
다음으로 살펴볼 내용은 무엇일까?
정상적인 뇌에서 어떤 세포가 어떤 행동을 만드는지 알아내면 질병이 생겼을 때 어느 신경세포와 회로에서 문제가 발생했는지 추적할 단서를 얻을 수 있기 때문이다.
인간의 뇌는 여전히 우리가 가장 이해하지 못하는 기관 가운데 하나다.
녹조류가 빛을 향해 움직이는 원리를 연구하면서 시작된 발견이 이제는 기억과 감정, 행동을 만드는 뇌의 비밀을 밝히는 강력한 도구가 됐다.
이 기술은 어떤 일을 할 수 있을까?
출처: The Guardian [관련 글 더보기] 한국 연구진 ‘AI 건망증’ 잡았다…새것 배워도 옛것 안 잊는다 새로운 정보를 배우면서도 예전에 알던 내용을 잊지 않는 AI 건망증 방지 기술이 개발됐다.
사진에서 얻...
- 수상자는 칼 다이서로스, 페터 헤게만, 게오르크 나겔이다.
- 이후 연구진은 생쥐의 뇌에 매우 가는 광섬유를 넣어 특정 신경세포에 빛을 비췄다.
- 이 기술은 실제 치료 연구에도 활용되고 있다.
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