新 생물학 연구방법 제시 "광유전학 원천기술 개발"

이달의 과학기술인상을 수상한 허원도 KAIST 생명과학과 교수.<사진=미래창조과학부 제공>
이달의 과학기술인상을 수상한 허원도 KAIST 생명과학과 교수.<사진=미래창조과학부 제공>
미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 조무제)은 이달의 과학기술인상 4월 수상자로 허원도 KAIST 생명과학과 교수를 선정했다고 5일 밝혔다.

허원도 교수는 빛으로 생체 내 세포 기능을 제어하는 광유전학 원천기술을 개발한 바 있다. 수술이나 약물투여 없이 레이저를 쏘아 알츠하이머·암 등의 칼슘이온 질환 발병원인을 밝힐 수 있게 됐다.

차세대 광유전학 기술들을 개발해 새로운 생물학 연구방법을 제시한 공로가 높이 인정돼 이달의 과학기술인상 수상자에 선정됐다.

지금까지 빛으로 생체 조직 세포들을 조절하는 광유전학은 신경세포를 단순하게 활성화·비활성화시키는 기술들이 일반적이었다.

허 교수는 칼슘이온채널 활성화 기술을 개발해 빛으로 생체 내 칼슘이온을 활성화시킬 뿐만 아니라 빛으로 칼슘농도를 올렸을 때 생쥐의 기억력이 2배로 향상된다는 것을 최초로 증명했다.

이 기술로 빛의 강도와 노출 시간에 따라 원하는 만큼 칼슘이온을 유입시키고 잔류 시간도 조절할 수 있다. 단일세포나 살아있는 동물조직에서 다양한 세포 기능을 원격조정할 수 있게 됐다. 

칼슘이온채널활성화 광유전학기술 설명도.<사진=미래창조과학부 제공>
칼슘이온채널활성화 광유전학기술 설명도.<사진=미래창조과학부 제공>
실험 결과 칼슘이온 영향을 받는 세포 중 정상세포, 암세포, 인간 배아 줄기세포 등에 빛을 쐈을 때 칼슘이온 유입이 활성화되는 것이 확인했다. 빛으로 칼슘이온 농도를 제어함으로써 세포 성장, 신경물질 전달, 근육 수축, 호르몬 조절 등 생명현상의 조절이 가능해졌다.

허원도 교수는 "그동안 녹조류에서 발생하는 단백질인 채널로돕신을 이용해 신경세포를 활성화하는 광유전학이 일반적이었다"라며 "칼슘이온채널 활성화를 통한 새로운 광유전학 기술 개발로 다양한 생물학 연구뿐만 아니라 신경생물학 연구에서 필수적인 연구기법으로 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편 '이달의 과학기술인상'은 과학기술인의 사기 진작과 과학기술 마인드 확산을 위해 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 미래부 장관상과 상금 1000만원을 수여하고 있다.
 

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