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빛으로 뇌세포 제어하는 '광유전학' 개척 3인, 노벨 생리의학상 공동 수상
뉴스보이
2026.10.05. 20:09
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신경회로 정밀 규명과 난치성 질환 치료의 새로운 지평
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스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회가 광유전학을 개척한 칼 다이서로스 등 3인을 노벨 생리의학상 공동 수상자로 선정함.
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수상자들은 녹조류 단백질 채널로돕신을 이용해 빛으로 포유류 뇌 신경세포를 밀리초 단위로 제어하는 기술을 확립함.
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이를 통해 기존 전기 자극의 한계를 극복하고 뇌 기능과 행동 간의 인과관계를 밝히는 신경과학의 표준 도구가 됨.
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올해 노벨상 상금은 총 1200만 스웨덴 크로나(약 16억원)로 선정된 수상자 3인이 균등하게 분할 수령함.
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공식 노벨상 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 오는 12월 10일 스웨덴 스톡홀름 등에서 개최될 예정임.
빛으로 뇌세포를 조절하는 광유전학의 작동 원리와 치료적 잠재력
빛으로 특정 신경세포만 켜고 끄는 원리는 무엇인가
광유전학은 왜 뇌과학 연구의 표준 도구가 되었는가
실제 난치병 치료와 상용화를 위해 남은 과제는 무엇인가
빛으로 특정 신경세포만 켜고 끄는 원리는 무엇인가
•
광유전학은 바이러스 전달체와 세포별 고유 유전 신호를 활용해 표적 신경세포에만 빛 감응 단백질을 선택적으로 발현시킵니다. 이 기술은 아데노부속바이러스 등을 이용해 연구자가 원하는 특정 세포군에만 정확하게 옵신 유전자를 전달합니다.
•
채널로돕신이 발현된 신경세포에 청색광을 비추면 양이온 통로가 열리며 신경 신호가 활성화됩니다. 반대로 억제성 단백질에 빛을 쬐면 음이온이 유입되어 세포막 활동이 차단되면서 신경 신호 발생이 억제됩니다.
•
이 방식은 주변 신경망까지 함께 자극하던 기존의 전기 자극 방식이 지닌 한계를 극복했습니다. 연구진은 빛의 파장과 세기를 조절하여 천분의 일 초 단위로 특정 신경세포의 동작을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
광유전학은 왜 뇌과학 연구의 표준 도구가 되었는가
•
광유전학은 살아있는 동물의 뇌에서 신경회로를 실시간으로 제어해 뇌 기능과 행동 사이의 직접적인 인과관계를 밝혀냈습니다. 이는 뇌의 단순한 활동 패턴을 관찰하던 기존 방식에서 벗어나 뇌세포의 특정 역할을 직접 증명하는 길을 열었습니다.
•
칼 다이서로스 교수 연구진은 2005년 포유류 신경세포 자극에 성공한 뒤 2007년 살아있는 생쥐의 뇌에서 신경 스위치를 성공적으로 작동시켰습니다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 수상자들의 연구가 광유전학을 확립해 신경과학의 새로운 시대를 열었다고 공식 평가했습니다.
실제 난치병 치료와 상용화를 위해 남은 과제는 무엇인가
•
광유전학은 기초 뇌과학 연구를 넘어 망막색소변성증 같은 실명 질환의 시력 회복 임상시험에 적극적으로 적용되고 있습니다. 프랑스 젠사이트 바이올로직스와 미국 나노스코프 세라퓨틱스 등은 환자 대상 시험을 통해 부분적인 시력 개선 효과를 확인했습니다.
•
최근에는 극심한 안면 통증을 유발하는 신경 신호를 차단하는 등 다양한 난치성 신경계 질환 치료제 개발로 응용 범위가 넓어지고 있습니다. 연구진은 광유전학 기술을 활용해 손상된 감각 신경의 비정상적인 흥분을 억제하는 연구를 이어가고 있습니다.
•
다만 미생물 유래 단백질과 바이러스 전달체가 인체 내에서 유발할 수 있는 면역 반응을 억제하는 과제가 남아 있습니다. 뇌 심부에 빛을 전달하기 위해 광섬유나 마이크로 발광다이오드를 삽입할 때 발생하는 조직 손상과 발열 문제도 함께 해결해야 합니다.
빛으로 특정 신경세포만 켜고 끄는 원리는 무엇인가
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광유전학은 바이러스 전달체와 세포별 고유 유전 신호를 활용해 표적 신경세포에만 빛 감응 단백질을 선택적으로 발현시킵니다. 이 기술은 아데노부속바이러스 등을 이용해 연구자가 원하는 특정 세포군에만 정확하게 옵신 유전자를 전달합니다.
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채널로돕신이 발현된 신경세포에 청색광을 비추면 양이온 통로가 열리며 신경 신호가 활성화됩니다. 반대로 억제성 단백질에 빛을 쬐면 음이온이 유입되어 세포막 활동이 차단되면서 신경 신호 발생이 억제됩니다.
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이 방식은 주변 신경망까지 함께 자극하던 기존의 전기 자극 방식이 지닌 한계를 극복했습니다. 연구진은 빛의 파장과 세기를 조절하여 천분의 일 초 단위로 특정 신경세포의 동작을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
광유전학은 왜 뇌과학 연구의 표준 도구가 되었는가
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광유전학은 살아있는 동물의 뇌에서 신경회로를 실시간으로 제어해 뇌 기능과 행동 사이의 직접적인 인과관계를 밝혀냈습니다. 이는 뇌의 단순한 활동 패턴을 관찰하던 기존 방식에서 벗어나 뇌세포의 특정 역할을 직접 증명하는 길을 열었습니다.
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칼 다이서로스 교수 연구진은 2005년 포유류 신경세포 자극에 성공한 뒤 2007년 살아있는 생쥐의 뇌에서 신경 스위치를 성공적으로 작동시켰습니다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 수상자들의 연구가 광유전학을 확립해 신경과학의 새로운 시대를 열었다고 공식 평가했습니다.
실제 난치병 치료와 상용화를 위해 남은 과제는 무엇인가
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광유전학은 기초 뇌과학 연구를 넘어 망막색소변성증 같은 실명 질환의 시력 회복 임상시험에 적극적으로 적용되고 있습니다. 프랑스 젠사이트 바이올로직스와 미국 나노스코프 세라퓨틱스 등은 환자 대상 시험을 통해 부분적인 시력 개선 효과를 확인했습니다.
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최근에는 극심한 안면 통증을 유발하는 신경 신호를 차단하는 등 다양한 난치성 신경계 질환 치료제 개발로 응용 범위가 넓어지고 있습니다. 연구진은 광유전학 기술을 활용해 손상된 감각 신경의 비정상적인 흥분을 억제하는 연구를 이어가고 있습니다.
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다만 미생물 유래 단백질과 바이러스 전달체가 인체 내에서 유발할 수 있는 면역 반응을 억제하는 과제가 남아 있습니다. 뇌 심부에 빛을 전달하기 위해 광섬유나 마이크로 발광다이오드를 삽입할 때 발생하는 조직 손상과 발열 문제도 함께 해결해야 합니다.
#노벨 생리의학상
#광유전학
#칼 다이서로스
#스웨덴
이 콘텐츠는 뉴스보이의 AI 저널리즘 엔진으로 생성 되었으며, 중립성과 사실성을 준수합니다. AI가 작성한 초안을 바탕으로 뉴스보이 에디터들이 최종검수하였습니다. (오류신고 : support@curved-road.com)
• 이 콘텐츠는 뉴스보이의 AI 저널리즘 엔진으로 생성 되었으며, 중립성과 사실성을 준수합니다.
• AI가 작성한 초안을 바탕으로 뉴스보이 에디터들이 최종검수하였습니다. (오류신고 : support@curved-road.com)
