국내 연구진이 빛으로 뇌 신경세포의 성장인자수용체를 원격 제어하는 기술을 세계 최초로 개발했다.

미래창조과학부는 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단의 허원도 바이오이미징 그룹리더(KAIST 생명과학과 교수) 연구진이 이런 내용의 ‘광유도 뇌신경세포 성장인자수용체’(OptoTrk) 기술을 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.

이 기술은 신경세포에 별도의 물질 처리를 하지 않고 빛만을 사용해 신경세포의 신호전달을 유도함으로써 세포의 성장과 분화를 유도하는 것이다.

지금까지는 뇌 세포막에 있는 특정 수용체를 조절하는데 생체작용물질이 널리 사용됐지만, 이 방법으로는 수용체를 시공간적으로 조절하는 것이 불가능했다.

연구진은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 미생물이나 식물에서 빛에 반응하는 단백질을 인간이나 동물세포에 적용해 세포의 여러 기능들을 조절할 수 있는 광유전학(optogenetics)기술을 도입했다.

허원도 교수는 “현재 여러 동물 모델을 대상으로 광유도 뇌신경세포 성장인자수용체 기술을 이용한 뇌과학 연구를 진행 중”이라며 “이 기술은 뇌의 복잡한 신경망 구조에서 신경세포가 어떠한 기능을 하는지 규명해 내는데 획기적인 역할을 할 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 네이처 출판그룹이 발간하는 세계적 권위지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 온라인판 6월 4일자에 게재됐다.

허 교수는 빛을 이용해 세포 내 특정 단백질의 기능을 원격 조정함으로써 암 세포 연구 등에 활용할 수 있는 원천기술을 지난 5월 네이처 자매지인 ‘네이처 메소드’(Nature Methods)에 발표한 바 있으며, 이달 말 또 한 편의 관련 논문을 발표할 예정이다.

연합뉴스