'光 리모콘'으로 기억력 높인다(09.15)

IBS, 살아있는 생체 칼슘이온 제어 성공…"칼슘 원인 질병치료 기대"

 

 

박성민 기자 (sungmin8497@hellodd.com)

 

IBS(기초과학연구원·원장 김두철) 인지 및 사회성 연구단(단장 신희섭) 허원도 KAIST 생명공학과 교수 연구팀이 빛으로 살아있는 생체 내 칼슘이온 농도를 조절하는데 성공했다고 15일 밝혔다.

 

연구팀은 '광(光) 리모콘'으로 세포막의 칼슘이온 통로인 칼슘채널을 여닫는 기술 개발에 성공했다. 특히 쥐의 뇌에 빛을 쬐어 칼슘채널 개방을 유도함으로써 기억력을 2배 정도 강화시켰다.

 

칼슘이온은 세포성장은 물론 신경전달이나 근육수축 등 거의 모든 생명현상에 관여하기 때문에 부족해지면 인지장애, 운동실조, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어질 수 있다.

 

연구진은 빛의 강도와 노출시간에 따라 칼슘이온의 유입량과 잔류시간을 조절하고 빛을 차단해 양방향 조절이 가능하도록 했다.

 

청색 빛을 흡수하면 무리를 이루는 식물의 광수용단백질에 칼슘채널을 활성화하는 동물·인간의 조절단백질을 결합시켜 청색 빛에 의해 칼슘 채널이 열리도록 설계한 것이다.

 

 

▲살아있는 세포 내 칼슘이온 제어기술 개념도.<사진=연구팀 제공>

융합단백질을 가진 쥐에 청색 빛을 쬐어주자 뇌로 유입된 칼슘이온에 의해 신경전달이 활성화되며 기억력이 2배 강화됐다. 전기충격 같은 자극이 있던 상황에 대한 두려움이 빛에 노출되지 않은 쥐에 비해 오래 지속된 것이다.

 

이로써 빛칼슘이온 조절기술이 향후 폭넓게 응용될 가능성을 보여주는 한편, 뇌질환 등 인간의 다양한 질환에서 칼슘이온의 역할을 규명해 칼슘 조절을 통한 질병치료 모델을 제시하는데 기여할 것으로 연구진은 기대한다.

 

허원도 교수는 "살아있는 생체 내에서 칼슘이온 채널을 빛으로 제어한 것으로 적외선이나 소형화한 광원을 이용한 칼슘이온 대사질환 치료법으로 발전할 수 있을 것"이라고 말했다.

 

한편, 이번 연구결과는 '네이처 바이오테크놀로지'(Nature Biotechnology, IF 41.51) 온라인에 15일자로 게재됐다.

 

▲살아있는 생체 내 칼슘이온 농도 조절 .<사진=연구팀 제공>