2026년 노벨 생리의학상은 광유전학의 창시자 3인에게 수여됩니다.

요약:

2026년 노벨 생리의학상은 "

빛 제어 이온 채널과 광유전학의 발견

세 사람의 연구는 현대 신경과학의 핵심 기술인 광유전학의 초석을 공동으로 마련했다. 이를 통해 연구자들은 빛을 사용하여 살아있는 동물의 뇌에 있는 특정 신경 세포를 정밀하게 제어할 수 있으며, 이러한 뉴런이 기억, 기분, 행동 및 신체 기능에 어떻게 영향을 미치는지 직접 관찰할 수 있습니다.

이 기술은 신경과학의 오랜 핵심 수수께끼를 해결합니다. 과거에는 연구자들이 특정 행동이 일어났을 때 특정 뇌 영역이 활성화되었는지 여부를 관찰할 수 있었지만, 이 활동이 행동의 직접적인 원인인지 여부를 더 이상 입증하기가 어려웠습니다. 광유전학은 이를 변화시킵니다. 연구자들은 특정 신경 세포를 적극적으로 켜거나 끈 다음 동물의 행동이 그에 따라 변화하는지 관찰하여 상관 연구에서 인과 관계 검증으로 이동할 수 있습니다.

모든 획기적인 발전은 원래 단세포 녹조류에서 나왔습니다. Peter Hegemann은 Chlamydomonas가 광원을 향해 헤엄칠 수 있는 이유를 오랫동안 연구해 왔습니다. 2000년대 초 그와 게오르그 나겔(Georg Nagel)은 조류-채널로돕신의 세포막에 위치한 특별한 단백질을 발견했습니다. 이 단백질은 중요한 특성을 가지고 있습니다. 청색광을 받으면 단백질의 이온 채널이 열리고 전하를 띤 이온이 세포 안으로 유입되어 전기 신호를 생성하게 됩니다. 더 중요한 것은, 두 사람은 단백질이 다른 세포에 주입되더라도 원래 빛에 민감하지 않았던 세포가 빛에 반응하게 될 수 있다는 사실을 발견했습니다.

이 단계는 광유전학의 핵심 '스위치'를 제공합니다.

이 분자 도구를 신경과학에 실제로 도입한 사람은 Karl Deisseroth였습니다. Deisseroth는 채널로돕신을 암호화하는 유전자를 쥐의 신경 세포에 도입했습니다. 2005년에 그는 이 세포에 청색광을 비추는 것만으로도 신경 신호를 유발할 수 있음을 보여주었습니다. 2년 후, 이 방법은 살아있는 쥐의 뇌에서 추가로 구현되었습니다. 이제 연구자들은 빛을 사용하여 살아있는 동물의 특정 뉴런을 직접 제어하고 해당 행동이 어떻게 변화하는지 관찰할 수 있습니다.

빛으로 신경 신호를 제어하는 ​​이 방법은 '광유전학'으로 알려지게 되었습니다. 이는 빠르게 신경과학에서 가장 중요한 실험 도구 중 하나가 되었습니다. 연구자들은 광유전학을 사용하여 특정 기억, 감정 및 행동을 제어하는 ​​신경 회로를 식별하고 이러한 회로가 신경 및 정신 장애와 어떻게 관련되는지 추가로 연구할 수 있었습니다.

노벨위원회는

이 기술을 통해 연구자들이 이전에는 상상할 수 없었던 방식으로 뇌 기능을 지도화할 수 있다고 믿습니다

광유전학의 중요성은 기초 연구에만 국한되지 않습니다. 임상 의학에서 연구자들은 일부 시각 장애 환자의 시각 기능을 회복하기 위해 유사한 원리를 사용하려고 노력했습니다. 관련 연구에서는 망막 세포에 새로운 빛에 민감한 능력을 부여함으로써 손상된 자연 광수용체 시스템을 우회할 수 있기를 희망하고 있습니다.

따라서 세 명의 우승자는 실제로 완전한 기술 체인을 완성했습니다.

Hegemann과 Nagel은 빛에 의해 직접 열릴 수 있는 이온 채널을 발견했으며 Deisseroth는 조류에 자연적으로 존재하는 이 분자 메커니즘을 신경 세포를 제어하는 ​​도구로 변환했습니다.

노벨 위원회는 광유전학이 인간의 뇌 연구 방식을 근본적으로 변화시켰으며 기억, 감정, 행동 이면의 신경 메커니즘을 이해하기 위한 새로운 실험 기반을 구축했다고 믿습니다.

Karl Deisseroth는 1971년에 태어나 현재 Howard Hughes Medical Institute와 Stanford University에서 근무하고 있습니다. 피터 헤게만(Peter Hegemann)은 1954년에 태어났으며 현재 베를린 훔볼트 대학의 신경과학 분야 허티 수석 교수입니다. 게오르그 나겔(Georg Nagel)은 1953년에 태어나 현재 뷔르츠부르크 대학교에서 분자 식물 생리학 교수로 재직하고 있습니다.