[런던=뉴스핌] 장일현 특파원 = 올해 노벨 생리의학상은 카를 다이서로스(55) 미국 스탠퍼드대·하워드휴스의학연구소(HHMI) 교수와 페터 헤게만(72) 독일 훔볼트 베를린대 교수, 게오르크 나겔(73) 독일 뷔르츠부르크대 교수 등 3명에게 공동으로 돌아갔다.

스웨덴 카롤린스카연구소 노벨총회는 5일(현지시각) 빛으로 개폐되는 이온 채널(light-gated ion channels)과 광유전학(optogenetics)에 관한 발견을 이뤄낸 공로로 이들 3명을 올해 노벨 생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다.

카롤린스카연구소 노벨총회는 "수상자들은 살아 있는 뇌에서 신경세포가 기억과 감정, 행동을 어떻게 만들어내는지를 규명할 수 있는 새로운 연구 시대를 열었다"며 "이들의 연구는 신경과학의 발전에 혁명적인 전기를 마련했고 신경계 질환과 정신질환 연구에도 폭넓게 활용되고 있다"고 선정 이유를 설명했다.

노벨 생리의학상위원회 위원장인 페르 스벤닝손은 "광유전학은 과거에는 상상할 수 없었던 방식으로 뇌를 지도화할 수 있는 기회를 제공했다"며 "인류 최대의 미스터리 가운데 하나인 뇌의 작동 원리를 이해하는 데 결정적인 역할을 하고 있다"고 말했다.

광유전학은 특정 신경세포를 빛으로 선택적으로 켜거나 끌 수 있는 기술이다. 이를 통해 연구자들은 개별 신경세포가 어떤 기능을 수행하는지 실시간으로 확인할 수 있으며 기억과 감정, 행동을 담당하는 신경회로를 정밀하게 규명할 수 있게 됐다.

이번 수상의 출발점은 단세포 녹조류인 클라미도모나스에 대한 기초 연구였다. 헤게만과 나겔은 2000년대 초 이 생물에서 청색광을 받으면 이온 통로가 열리는 단백질 채널로돕신을 발견했다. 

이 단백질은 빛을 받으면 세포 안으로 이온을 이동시켜 전기 신호를 발생시키는 독특한 특성을 갖고 있다.

다이서로스는 채널로돕신 유전자를 쥐의 신경세포에 도입한 뒤 청색광을 비춰 원하는 순간에 신경 신호를 발생시키는 데 성공했다. 그는 2005년 이 연구 결과를 발표했고, 2007년에는 살아 있는 생쥐의 뇌에서도 신경세포를 빛으로 제어하는 데 성공하면서 광유전학 시대를 본격적으로 열었다.

노벨위원회는 "20세기까지는 뇌의 특정 부위가 어떤 기능을 담당하는지는 알 수 있었지만, 특정 신경세포가 실제로 행동과 감정, 기억을 만들어내는지 인과관계를 입증하기는 어려웠다"며 "광유전학은 이러한 한계를 극복해 뇌 기능을 정밀하게 분석할 수 있는 강력한 도구를 제공했다"고 평가했다.

위원회는 또 "광유전학은 기억과 감정, 행동을 담당하는 신경회로를 밝히는 데 널리 활용되고 있으며, 파킨슨병과 우울증, 치매 등 신경계 및 정신질환 연구는 물론 시각장애 환자의 시력 회복을 위한 치료법 개발에도 응용되고 있다"고 했다.

노벨위원회는 이날 생리의학상을 시작으로 6일 물리학상, 7일 화학상, 8일 문학상, 9일 평화상, 12일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다.

시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·문학·경제학상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다.

올해 노벨상 상금은 1200만 스웨덴 크로나이며, 세 명의 공동 수상자가 균등하게 나눠 받는다.

ihjang67@newspim.com