피 한방울로 키우는 뇌 속 '전자 장치'…빛으로 신경 제어 작성일 04-06 20 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">빛으로 신경 껐다 켰다… 수술 없이 주사만으로 뇌 안에 전도성 물질 합성</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="0sVuYMFY3b"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c81ca2d3c61fb46cba104a5b62a01c4509ad6e8dc8fab166e6dc875a5ca79035" dmcf-pid="pOf7GR3GuB" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="혈액 속 헤모글로빈을 이용해 살아 있는 뇌 안에서 전기가 통하는 고분자를 합성하고 빛으로 신경 활동을 조절하는 기술이 개발됐다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/dongascience/20260406102145874onkp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="3yoxqE4q0K" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/06/dongascience/20260406102145874onkp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 혈액 속 헤모글로빈을 이용해 살아 있는 뇌 안에서 전기가 통하는 고분자를 합성하고 빛으로 신경 활동을 조절하는 기술이 개발됐다. 게티이미지뱅크 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="98dc138e663c61b3034eaab097f1d007f6b9c55e41ef79121f2958eb8ae32d73" dmcf-pid="U1gMBD8BUq" dmcf-ptype="general">과학자들이 혈액 성분을 이용해 살아 있는 동물의 뇌 안에서 전자 장치를 만들어 내고 빛을 켰다 끄는 것만으로 신경을 켜고 끄는 데 성공했다. 수술로 전극을 심지 않아도 돼 간질이나 파킨슨병 같은 뇌 질환 치료의 새로운 길이 열릴 전망이다.</p> <p contents-hash="8cdb40bf5821ccfaa8911f40e54cec7592dcbb0f986fcc53c630214eaf404b5a" dmcf-pid="utaRbw6b3z" dmcf-ptype="general">산켓 사말 미국 퍼듀대 화학과 연구원과 샤오 슈란 생의공학과 연구원 연구팀은 혈액 속 헤모글로빈이 촉매 역할을 해 살아 있는 제브라피시와 쥐의 체내에서 전도성 고분자 'n도핑 폴리벤조디퓨란디온(n-PBDF)'를 합성하고 근적외선으로 신경 활동을 조절하는 데 성공하고 연구결과를 국제학술지 사이언스에 2일(현지시간) 발표했다.</p> <p contents-hash="fcdb0cfe610f1deb6d3b2cbb289eb72beec456fe544b7c2702536cb7d7ebd101" dmcf-pid="7FNeKrPKU7" dmcf-ptype="general">뇌 질환을 치료하거나 뇌 기능을 연구하려면 특정 신경세포의 활동을 정밀하게 조절해야 한다. 현재 가장 많이 쓰이는 방법은 금속 전극을 뇌에 삽입하거나 유전자를 교정해 빛에 반응하는 단백질을 신경세포에 심은 뒤 빛으로 조절하는 방식이다. 전극은 딱딱해서 뇌 조직과 잘 맞지 않고 시간이 지나면 성능이 떨어진다. 유전자 교정 단백질도 사람에게 적용하기 쉽지 않다.</p> <p contents-hash="914da4ea9115268b5f4ef3861132e8c09501d6f363f6e5370d928a3584aa45cb" dmcf-pid="z3jd9mQ9Fu" dmcf-ptype="general">연구팀은 혈액에 주목했다. 혈액 속 헤모글로빈이 벤조디퓨란디온(BDF)과 반응하면 전기가 통하는 고분자 n-PBDF가 만들어진다. 체온에서 반응이 진행되고 체내 물질만으로 완결되기 때문에 외부에서 화학물질을 넣거나 수술할 필요가 없다.</p> <p contents-hash="5655c9f070fca92e83b8946fbe7bc87e933dab926c219857baabc084ab99ff07" dmcf-pid="q0AJ2sx27U" dmcf-ptype="general">연구팀은 체내 합성이 실제로 작동하는지 확인하기 위해 제브라피시 배아의 혈관에 BDF를 주입했다. 24시간 뒤 체내에서 고분자 n-PBDF가 만들어졌고 배아는 1주일 뒤에도 80% 이상 생존했다. 쥐의 뇌에도 같은 방식으로 주입한 결과 고분자 n-PBDF가 주입 부위에만 형성됐고 염증이나 신경세포 손실 없이 5개월간 건강하게 생활했다.</p> <p contents-hash="8f2901a18e3f8c0b33d2688e5592609eff90d1b9d2cade1d81723867b580fd78" dmcf-pid="BpciVOMVpp" dmcf-ptype="general">체내에서 만들어진 n-PBDF는 근적외선을 강하게 흡수한다. 연구팀은 쥐 뇌에서 꺼낸 조직의 n-PBDF에 근적외선을 쐈더니 신경세포 활동이 즉각 멈추고 빛을 끄면 곧바로 회복되는 것을 확인했다. 유전자 교정 단백질을 신경세포에 심은 뒤 빛으로 조절하는 기존 방식보다 10분의 1 수준의 약한 빛으로도 충분했다. 신경세포의 가지돌기만 골라서 조절할 수 있다는 점도 기존 기술로는 불가능했던 성과다.</p> <p contents-hash="b70afab3b08be8fe7585a91877f4d3c3a7b8a74f795fa716d24deb44652f6360" dmcf-pid="bUknfIRfF0" dmcf-ptype="general">살아 있는 쥐에서도 효과는 같았다. 뇌의 운동 영역에 n-PBDF를 주입한 뒤 레버 당기기 훈련을 시켰더니 근적외선을 켤 때만 동작이 줄고 끄면 곧바로 회복됐다. 빛으로 행동을 실시간으로 조절할 수 있음을 보여줬다.</p> <p contents-hash="6bd53716002c21b4adad605d914eff00448aeb8ba545d3473d62216244c8ee47" dmcf-pid="KuEL4Ce4z3" dmcf-ptype="general">연구팀은 "수술 없이 주사만으로 뇌에 전자 장치를 만들고 빛으로 신경을 조절할 수 있다는 가능성을 열었다"고 밝혔다.</p> <p contents-hash="2f3b31cace365d77af70eb7adae0bf0e96ba33ae20458db776e09f36d923bf7d" dmcf-pid="97Do8hd8uF" dmcf-ptype="general">마리아로사 안토냐차 이탈리아공과대 교수는 사이언스에 함께 실린 논평에서 "이번 연구는 신경을 억제하는 데 성공했지만 다른 소재를 활용하면 반대로 신경을 활성화하는 것도 가능할 수 있다"며 "뇌 질환 치료의 폭이 크게 넓어질 것"이라고 전망했다.<br> </p> <p contents-hash="f9edb72e886eff50939dc991cefcc9f553f40063a9cf8f30ba7b7f309c43b429" dmcf-pid="2vx9tLztpt" dmcf-ptype="general">[임정우 기자 jjwl@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 망분리 완화 시행일 ‘안갯속’…금융사·SaaS 기업 발만 동동 04-06 다음 ‘애물단지’ 태양광 폐패널, 재발견…수소 생산량 5배 높인다 04-06 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
