과학 · 뉴스 해설
광유전학 선구자 3명, 노벨 생리의학상 공동 수상
Karl Deisseroth, Peter Hegemann, Georg Nagel이 2026년 상을 공동 수상했다. 세 사람의 연구는 빛에 민감한 단백질을 신경세포 연구 도구로 발전시키는 데 기여했다.
2026년 노벨 생리의학상은 10월 5일 월요일 Karl Deisseroth, Peter Hegemann, Georg Nagel에게 공동으로 수여됐다. 노벨 총회는 빛으로 열리는 이온 채널과 광유전학에 관한 이들의 발견을 인정했다. 광유전학은 선택한 신경세포를 빛으로 제어하는 방법이다.
조류 단백질로 만든 스위치
Hegemann이 출발점으로 삼은 질문은 단세포 조류 클라미도모나스(Chlamydomonas)가 어떻게 빛에 그토록 빠르게 반응하는가였다. 그는 Nagel과 함께 빛을 감지하는 기능과 이온 채널을 결합한 단백질을 찾아냈다. 이온 채널은 전하를 띤 입자가 세포막을 통과할 수 있게 하는 통로다.
이 기사에서 핵심이 되는 단백질은 채널로돕신-2, 즉 ChR2다. 연구진은 이 단백질의 유전 정보를 도입해 선택한 세포가 단백질을 만들도록 할 수 있다. 그런 세포에 빛을 비추면 전기적 활동을 일으킬 수 있다. 따라서 빛에 반응하는 능력은 선택된 세포가 해당 단백질을 발현하는지에 달려 있다.
실험 환경을 구분해야 하는 이유
노벨상 공식 배경 자료는 세 가지 실험 환경을 구분한다. 2003년 Hegemann과 Nagel은 사람과 햄스터의 배양 신장 세포에서 얻은 결과를 보고했다. 2005년에는 Deisseroth 연구팀이 실험실 배양 접시에서 키운 랫드의 신경세포에 청색광을 비춰 신호를 일으켰다.
그 자료가 설명하는 다음 이정표는 2007년이다. 당시 연구팀은 살아 있는 생쥐의 선택된 신경세포를 활성화해 수염 움직임을 제어했다. 이들은 생물학적 환경이 서로 다른 별개의 실험이다. 월요일 발표는 이처럼 앞서 이뤄진 발견들을 기리는 것이다.
관찰을 넘어 세포의 역할을 시험하다
연구의 핵심적인 이점은 활동에 개입할 수 있다는 데 있다. 어떤 행동과 함께 신경세포가 활성화되는 모습을 관찰하면 연관성을 발견할 수 있다. 선택한 세포 집단의 활동을 바꾸면 그 세포들이 해당 행동에 어떤 기여를 하는지 시험할 수 있다. 노벨상 자료는 움직임과 각성부터 기억에 이르는 연구 활용 사례를 설명한다.
광유전학에는 활동을 억제하는 도구도 포함되지만, ChR2를 청색광 하나로 활성화와 억제를 모두 능동적으로 수행하는 단일 스위치로 그려서는 안 된다. 공식 설명에는 서로 다른 파장에 반응하는 추가적인 단백질들이 등장한다. 이 기사의 그림에 담긴 활성화 예시는 그보다 폭넓은 도구 모음의 한 부분을 보여준다.
오랜 연구 성과에 대한 공동 수상
Deisseroth의 현재 소속은 스탠퍼드 대학교와 하워드 휴스 의학연구소다. Hegemann은 베를린 훔볼트 대학교, Nagel은 뷔르츠부르크 대학교에 소속돼 있다. 이들 현재 소속 기관은 일부 초기 연구가 수행된 기관과 구분해야 한다.
로이터와 AP는 총 1,200만 스웨덴 크로나의 상금을 세 수상자가 나눠 받는다고 보도했다. 이는 이 상의 전체 합계액이다. 10월 5일 결정은 연구 방법과 그 바탕이 된 발견을 인정하는 것이며, 새로 승인된 치료법을 발표하는 것이 아니다.
