DN 보도에 따르면, 올해 노벨 생리의학상은 칼 데이세로스(Karl Deisseroth), 피터 헤게만(Peter Hegemann), 게오르그 나겔(Georg Nagel) 3인에게 돌아갔습니다. 이들은 '빛으로 조절하는 이온 채널 및 광유전학'에 대한 발견을 인정받았습니다.
광유전학 기술의 혁신
이 기술은 특정 기억, 감정, 행동 및 정신 질환과 관련된 뇌 회로를 연구하는 데 획기적인 발전을 가져왔습니다. 광유전학은 뇌 과학 연구를 혁신했을 뿐만 아니라, 시력 회복 연구 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
페르 스벤닝손(Per Svenningsson) 노벨위원회 의장은 "광유전학은 과거에는 상상만 했던 방식으로 뇌를 지도화할 수 있는 기회를 제공했다"고 밝혔습니다.
기술 개발 과정
연구의 시작은 1990년대 피터 헤게만이 단세포 녹조류인 클라미도모나스(Chlamydomonas)가 어떻게 태양 광선에 반응하여 올바른 방향으로 이동하는지에 대한 의문에서 비롯되었습니다. 이 녹조류의 '눈점'이라 불리는 부위에서의 반응은 0.5밀리초(ms) 이내로 매우 빠릅니다.
2000년대 초, 헤게만과 게오르그 나겔은 푸른빛에 노출되면 전기적 충격을 유발하는 '채널로돕신(channelrhodopsin)'이라는 단백질을 발견했습니다. 몇 년 후, 칼 데이세로스는 이 채널로돕신 유전자를 쥐의 뇌세포에 도입하여 빛으로 특정 뇌 부위를 조절할 수 있는 '광 스위치'를 개발했습니다.
이후 연구자들은 다양한 파장의 빛에 반응하여 뇌세포를 켜고 끌 수 있는 여러 단백질을 추가로 발견했습니다. 이 단백질 유전자를 쥐의 뇌에 도입하고 두개골에 뚫은 구멍을 통해 삽입된 얇은 광섬유를 이용해 특정 기능을 조절하고 연구할 수 있게 되었습니다.
연구 성과 및 전망
이 기술은 부모의 양육 행동, 공격성, 불안, 공포 등 복잡한 행동과 특정 뇌 회로 간의 연관성을 규명하는 데 기여했습니다. 또한, 우울증, 조현병, 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 정신 및 신경 질환에 대한 이해를 높였습니다.
일부 시력 손실 치료를 위해 빛에 민감한 단백질을 망막 신경세포에 도입하는 시도도 진행 중입니다.
아브델 엘 마니라(Abdel El Manira) 카롤린스카 연구소 신경과학 교수는 "이러한 괄목할 만한 발전에도 불구하고 뇌는 여전히 수많은 미스터리를 품고 있으며 배울 것이 많다"며, "광유전학은 이러한 과제에 맞설 강력한 도구를 제공했다"고 덧붙였습니다.
수상자 정보
- 칼 데이세로스: 1971년생, 스탠퍼드 대학교 교수.
- 피터 헤게만: 1954년생, 베를린 훔볼트 대학교 교수.
- 게오르그 나겔: 1953년생, 뷔르츠부르크 대학교 교수.
총 상금 1,200만 스웨덴 크로나(SEK)는 세 명의 수상자에게 균등하게 분배됩니다.
