[중앙일보 박방주] 미국 스탠퍼드대 칼 데이세로스 박사팀은
파킨슨병에 걸린 쥐의 뇌에 특수유전자를 심었다. 이 유전자는 빛을 받으면 뇌신경 활성화물질을 신경세포에 전달하는 통로를 열어 준다. 연구팀은 이 통로를 열기 위해 특수유전자에 빛을 비출 수 있는 광섬유도 쥐의 뇌에 함께 심었다. 이후 광섬유에서 나온 빛이 특수유전자에 비춰졌다. 신경세포로 가는 통로가 열렸고 활성화물질인 나트륨 이온이 세포 속으로 퍼져 나갔다. 이 같은 과정을 수차례 반복하자 파킨슨병에 걸린 쥐는 정상 쥐와 구별이 안 될 정도로 병세가 호전됐다. 데이세로스 박사가 사용한 특수유전자는 '채널로돕신'으로 호수 등에서 흔히 볼 수 있는 조류(藻類)에서 뽑아낸 것이다.
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데이세로스 박사의 실험은 빛으로 파킨슨병을 치료할 수 있음을 보여 줬다. 더 나아가 빛으로 인간을 포함한 많은 동물의 행동까지 조종할 수 있는 시대가 조만간 도래할 것임을 예고하고 있다. 바로 광유전학(Optogenetics)이라고 불리는 생명공학이 만드는 세상이다.
다음 주(14~19일) '세계 뇌주간'을 앞두고 세계 과학계는 인간의 대표적 뇌질환인 파킨슨병도 이처럼 광유전학으로 치료할 날이 멀지 않았다고 기대하고 있다.
데이세로스 박사팀이 개발한 파킨슨병 치료법은 간단하면서도 효과적으로 병변 부위를 자극해 활력을 줄 수 있기 때문이다. 또한 향후 우울증 등 각종 뇌질환 치료에도 응용될 수 있을 것으로 기대한다. 예를 들어 환상을 보는 고통에 시달리는 환자의 경우 시각을 담당하는 뇌 부위인 후두부 신경을 잠들게 하면 치료가 가능할 수도 있다. 신경세포에 활력을 불어넣는 것 외에 세포를 잠들게 하는 물질도 특정 부위에 주입시킬 수 있기 때문이다.
교육과학기술부 프론티어 뇌연구사업단 김경진(서울대 교수) 단장은 "독일 본대학과 미국 MIT 연구팀은 동물의 심장을 멈추거나 다시 뛰게 하는 데도 이런 방법을 적용해 성공했다"며 "앞으로 뇌 과학 이외에도 다양한 분야에 광유전학은 큰 역할을 할 것"이라고 말했다.
박방주 과학전문기자 < bparkjoongang.co.kr >
◆광(光)유전학= 빛에 의해 활동이 조절되는 유전자와 특정 파장의 빛을 이용한 생명공학이다. 데이세로스 박사가 사용한 유전자처럼 빛을 받으면 통로를 여는 유전자를 활용해 뇌질환 치료, 각종 생명현상 확인 등 다양한 분야에 적용된다.
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