의생명과학 분야에서 이번 수상 주제이 갖는 중요성과 의의는 무엇일까요. 연구의 독창성은 어디에 있을까요.
-빛에 의해 뉴런의 활성을 조절하는 광유전학optogenetics 방법을 개발함. 이 방법을 통해 최근 20여 년간 뇌의 기능을 신경회로와 세포 수준에서 연구할 수 있었음. 많은 신경과학자들은 이 광유전학이 언젠간 노벨상을 받을 거라는 예측을 10여년 전부터 거론하였음. 다만 개발에 관여한 사람들이 많아서 누가 최종 3인으로 선택될지에 대해 궁금하였음. 2013년 Brain Prize 수상이 광유전학에 주어졌는데 총 6인이 받았음. 이중 3인이 이번 수상함.
수상자는 이 주제에 어떤 기여를 했는지요. 각 수상자의 공헌 비중에 대해서는 어떻게 생각하시는지요.
-이 방법의 가장 핵심은 channelrhopsin 유전자를 찾고 그 기능을 밝한 것인데 독일의 Hegemann과 Nagel이 협업으로 이루어냈고 Deisseroth는 이들 이용하여 뉴런의 활성을 빛으로 자유자재로 조절하는 방법을 개발하여 많은 연구자들이 활용할 수 있는 길을 열어 광유전학의 전도사 같은 역할을 하였음. 이전에 녹색형광단백질(green fluorescent protein)으로 노벨상을 받은 3인의 역할도 이번과 비슷하였음.
기초연구로서의 의미도 있고, 응용 및 인류의 건강과 복지에 미친 영향에 대한 평가도 있었을 것입니다. 무엇이 더 주목 받은 수상이었다고 생각하시는지요.
-의학적 응용에 제한적으로 시도는 되고 있으나 뇌가 작동하는 신경회로망을 찾아내는 중요한 방법론을 제시한 것이 가장 큼. 뇌의 어떤 세포들이 작용할 때 뇌가 만들어내는 기억, 감각, 운동, 행동, 판단, 감정 등과 같은 뇌의 고등 기능이 나타나는지를 밝힐 수 있어 지금까지 미지의 세계로 남아있던 뇌에 대한 폭 넓은 이해를 하게 되었음.
이 분야에서 한국의 연구 동향은 어떤가요. 관련이 있는 연구가 이뤄지고 있는지요.
- 뇌의 회로를 연구하는 국내외 신경과학자의 대부분이 이 방법을 사용하고 있음.
수상자와 개인적 인연이 있다면 말씀 부탁드립니다.
-이 방법이 처음 나왔을떄 Deisseroth 박사에게 요청하여 바로 channelrhopsin 유전자를 받은 적이 있음. 동료 연구자들과 연구 방법을 잘 공유하는 것으로 알려짐.
kaang@snu.ac.kr
김대수 KAIST 뇌인지과학과 교수
*2026.10.5.
광유전학은 광유전학은 빛 + 유전자의 합성어로서 빛에 반응하는 이온채널 유전자를 신경에 넣어준 뒤 빛을 주어 신경을 억제하거나 흥분시키는 기술입니다. 프랜시스 크릭 박사가 신경의 기능을 알기 위해서는 빛의 속도로 신경을 조절할 수 있어야한다는 제안을 한 뒤 신경 과학자들이 개발한 기술입니다. 피터 헤게만과 조지 네이글은 클라미도모나스에서 채널로돕신 (ChR2) 라는 단백질을 클로닝했고 칼 데이서로스는 2005 년에 ChR2 유전자를 신경세포에 넣어 빛으로 흥분시키는 데 성공했습니다. 이로서 신경회로를 분해하여 세포 종류별로 기능을 연구할 수 있는 길을 열었습니다.
에피소드 1: 서강대학교 전광환 교수가 박사연구원 시절 비슷한 시기에 채널로돕신(ChR2)를 클로닝했고 현재 사용되고 있는 시퀀스는 사실 정광환 교수 클론입니다.
에피소드 2: 빛으로 신경을 최초로 조절한 사람은 게로 미센부룩 박사인데 방법이 복잡해 사용되지 않았습니다.
에피소드 3: 2012 년 저는 스탠포드 칼 데이서로스 박사 연구실에서 방문교수로서 광유전학을 배웠습니다.
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