Á¦¸ñ | [KFRM Ǫ¸§À̾߱â Á¦2ȸ] ºûÀ¸·Î ´ç´¢º´À» Ä¡·áÇÒ ¼ö ÀÖÀ»±î? |
---|---|
µî·ÏÀÏ | 2022.08.16 |
ºûÀ¸·Î ´ç´¢º´À» Ä¡·áÇÒ ¼ö ÀÖÀ»±î?
[KFRM Ǫ¸§À̾߱â] Á¦2ȸ : ±¤À¯ÀüÇÐÀû Àν¶¸° ºÐºñ Á¶Àý ±â¼ú
KAIST »ý¸í°úÇаú Çѿ븸 ±³¼ö ¿¬±¸½Ç ÃÖÁöÀº ¹Ú»ç Á¦°ø
Çѱ¹ÀÎÀÇ »îÀ» °í´ÞÇÁ°Ô ÇÏ´Â ±¹¹ÎÁúȯ 1À§°¡ ´ç´¢º´À̶ó´Â ÃÖ±Ù ¹ßÇ¥°¡ ÀÖ½À´Ï´Ù. ´ç´¢º´Àº ¿À·£ ±â°£ ÇÕº´ÁõÀ» °ÞÀ¸¸é¼ ȯÀÚµéÀÇ »îÀ» Èûµé°Ô Çϱ⠶§¹®ÀÔ´Ï´Ù. ´ç´¢º´Àº ¼Òº¯À¸·Î Æ÷µµ´çÀÌ ¹èÃâµÈ´Ù°í ÇÏ¿© ºÙ¿©Áø À̸§ÀÔ´Ï´Ù. ¿©±â¿¡´Â ÃéÀå¿¡¼ ºÐºñµÇ´Â Àν¶¸°À̶ó´Â È£¸£¸óÀÌ Áß¿äÇÑ ÀÛ¿ëÀ» ÇÕ´Ï´Ù. Àν¶¸°ÀÌ ºÎÁ·Çϰųª Á¦ ±â´ÉÀ» ÇÏÁö ¸øÇÏ¸é ¼¼Æ÷¿¡¼ Æ÷µµ´çÀ» ¿¡³ÊÁö¿øÀ¸·Î ÀÌ¿ëÇÏÁö ¸øÇÏ°í Ç÷´çÀÌ ºñÁ¤»óÀûÀ¸·Î ¿Ã¶ó°¡°Ô µË´Ï´Ù.
´ç´¢º´Àº 1Çü°ú 2ÇüÀ¸·Î ±¸ºÐµË´Ï´Ù. 1ÇüÀº Àν¶¸° ºÐºñ¸¦ ´ã´çÇÏ´Â ÃéÀå ³» º£Å¸¼¼Æ÷ÀÇ ±â´É ÀúÇÏ·Î ÀÎÇØ Àν¶¸°ÀÇ ºÐºñ°¡ °¨¼ÒÇؼ ¹ß»ýµÇ´Â ¼±ÃµÀûÀÎ ÁúȯÀÔ´Ï´Ù. 2ÇüÀº Àν¶¸°À» ¼ö¿ëÇÏ´Â ¼¼Æ÷¿¡ ³»¼ºÀÌ »ý°Ü È£¸£¸óÀÌ Á¦´ë·Î ±â´ÉÇÏÁö ¸øÇÏ¿© Ç÷´çÀÌ Á¶ÀýµÇÁö ¸øÇÏ´Â ÈÄõÀû ÁúȯÀÔ´Ï´Ù. ¹Ì·¡¿¡´Â Àν¶¸° ºÐºñ¸¦ ÀÚÀ¯ÀÚÀç·Î Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖÀ»±î¿ä?
ºûÀ¸·Î ½Å°æ¼¼Æ÷µéÀÇ È°µ¿À» Á¶ÀýÇÏ´Ù
±¤À¯ÀüÇÐ(optogenetics)Àº ¸» ±×´ë·Î ±¤(opto)+À¯ÀüÇÐ(genetics)ÀÇ ÇÕ¼º¾î·Î¼ À¯ÀüÇÐÀû ±â¹ý¿¡ ±¤ÇÐÀû ±â¼úÀ» Á¢¸ñÇÑ °ÍÀÔ´Ï´Ù. ÀÌ ±¤À¯ÀüÇÐÀÇ °³³äÀº û»ö ºûÀ» °¨ÁöÇÏ¿© ³ìÁ¶·ùÀÇ ½Å°æ¿¡ Àü·ù¸¦ ÀÏÀ¸Å°°í Àִ Ư¼öÇÑ ´Ü¹éÁú, ¡®Ã¤³Î·Îµ½½Å (Channelrhodopsin)¡¯ÀÇ ¹ß°ßÀ¸·ÎºÎÅÍ ½ÃÀ۵Ǿú½À´Ï´Ù(2). Áï ÀÚ±ØÀ» ¿øÇÏ´Â ¼¼Æ÷¿¡ ºûÀ» °¨ÁöÇϴ ä³Î·Îµ½½ÅÀ̶ó´Â ¼¾¼¸¦ ºÎÂøÇÑ °ÍÀÔ´Ï´Ù.
ä³Î·Îµ½½ÅÀº ºûÀ» ÀÎÁöÇÏ´Â ¼¾¼·Î ÀÛ¿ëÇϸç ÀÚ±ØÀ» ¿øÇÏ´Â ¼¼Æ÷¸¸À» ÀÚ±Ø ½Ãų ¼ö ÀÖµµ·Ï ÇØÁÝ´Ï´Ù. ±¤À¯ÀüÇÐÀÌ ³ª¿À±â Àü±îÁö´Â ½Å°æ¼¼Æ÷¸¦ ÃËÁø¡¤¾ïÁ¦Çϱâ À§Çؼ´Â Àü±â³ª ¾à¹°À» »ç¿ëÇß½À´Ï´Ù. ±×·¯³ª ÀÌ ¹æ¹ýµéÀº ÁÖº¯ÀÇ ´Ù¸¥ ¼¼Æ÷±îÁö ¿µÇâÀ» Áà Á¤±³ÇÏ°Ô ½ÅÈ£¸¦ Á¶ÀýÇÏ´Â µ¥´Â ¾î·Á¿òÀÌ ÀÖ¾ú½À´Ï´Ù. ¹«¾ùº¸´Ùµµ ±¤À¯ÀüÇÐÀÇ ÀåÁ¡Àº Ÿ°Ù ¼¼Æ÷ ȤÀº Ÿ°Ù ¼¼Æ÷ ³»ÀÇ ¿øÇÏ´Â À§Ä¡¸¸À» ¿øÇÏ´Â ½Ã°¢¿¡ ON/OFF ½ÃÅ°´Â Á¤È®¼º, ´Ù½Ã ¸»ÇØ ½Ã°ø°£Àû(spatiotemporal) Á¶ÀýÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù´Â °ÍÀÔ´Ï´Ù.
±×µ¿¾È ±¤À¯ÀüÇÐ ±â¼úÀº ½Å°æ¼¼Æ÷ ¹× ÀÏ¹Ý ¼¼Æ÷¸¦ ´ë»óÀ¸·Î ¼¼Æ÷ ³» ºÐÀÚÀû ¸ÞÄ¿´ÏÁòÀÇ Á¶Àý ¿¬±¸¿¡ È°¹ßÈ÷ ÀÀ¿ëµÇ¾î ¿À°í ÀÖ½À´Ï´Ù. ¿©±â¿¡¼´Â Ç÷´çÀ» Á¶ÀýÇÏ´Â ÁÖ¿ä È£¸£¸óÀÎ ¡®Àν¶¸°¡¯ÀÇ ºÐºñ¸¦ ±¤À¯ÀüÇÐÀûÀ¸·Î Á¶ÀýÇÏ´Â ³»¿ëÀ» ¼Ò°³ÇÏ°íÀÚ ÇÕ´Ï´Ù.
´ç´¢º´ Ä¡·áÀÇ ½Å±â¿ø ¿¸®³ª?
ÃéÀå ³» º£Å¸¼¼Æ÷ÀÇ ±â´É ÀúÇÏ°¡ ¿øÀÎÀÎ 1Çü ´ç´¢ÀÇ °æ¿ì ¼±ÃµÀûÀ¸·Î ÃéÀå¿¡¼ Àν¶¸°À» ¸¸µé¾î ³»Áö ¸øÇϱ⠶§¹®¿¡ ½Ä´Ü Á¶ÀýÀ̳ª ¿îµ¿ µîÀ» ÅëÇØ Á¶ÀýÀÌ µÇÁö ¾Ê½À´Ï´Ù. Á¤È®È÷ Á¤ÇØÁø ½Ã°£¿¡ Àν¶¸°À» ÁÖ»çÇÏ´Â ¹æ¹ý ¿Ü¿¡´Â ½ÇÁúÀûÀ¸·Î Ä¡·á¸¦ ÇÒ ¹æ¹ýÀÌ ¿©ÀüÈ÷ ¾ø´Â ½ÇÁ¤ÀÔ´Ï´Ù. µû¶ó¼ ´ç´¢º´À» ¿¬±¸ÇÏ´Â °úÇÐÀÚµéÀº ¿À·¡ÀüºÎÅÍ ÃéÀå º£Å¸¼¼Æ÷ÀÇ Àç»ý ¹× ´ëü Ä¡·á¿¡ ¸¹Àº °ü½ÉÀ» °¡Á³½À´Ï´Ù.
±¤À¯ÀüÇÐ ±â¼úÀ» ÅëÇÑ ´ç´¢ Ä¡·á±â¼úÀÇ ¾ÆÀ̵ð¾îÀû ÇÙ½ÉÀº ºû ÀÚ±ØÀ» ¹Þ¾ÒÀ» °æ¿ì¿¡¸¸ Àν¶¸°À» ºÐºñÇÒ ¼ö ÀÖ´Â º£Å¸¼¼Æ÷¸¦ Á¦ÀÛÇÏ¿© À̸¦ ȯÀÚ¿¡ À̽ÄÇÏ°íÀÚ ÇÏ´Â °ÍÀÔ´Ï´Ù. À̸¦ ÅëÇØ È¯ÀÚÀÇ ÆíÀǼºÀ» ´ëÆø °³¼±ÇÔ°ú µ¿½Ã¿¡ ó¹æ ¿ë·®ÀÇ °³Àκ° ¸ÂÃãȸ¦ ÀÌ·ê ¼ö ÀÖ°Ô µË´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¾ÆÀ̵ð¾î´Â 2011³â ½ºÀ§½º ¿¬±¸ÆÀ¿¡ ÀÇÇØ ÃÖÃÊ·Î ¼Ò°³µÇ¾ú½À´Ï´Ù. ¸á¶ó³ñ½Å(melanopsin) À̶ó´Â ±¤¼¾¼ ´Ü¹éÁú(ºûÀ» °¨ÁöÇÏ¸é ¼¼Æ÷ ³»·Î Ä®½· ÀÌ¿ÂÀ» µé¿©º¸³»´Â ¼ºÁúÀ» °¡Áø ´Ü¹éÁú)À» È°¿ëÇÏ¿© ºûÀ» ¹ÞÀ¸¸é °£Á¢ÀûÀ¸·Î Àν¶¸°À» »ý»êÇÏ´Â µðÀÚÀÎ ¼¼Æ÷¸¦ ¸¸µå´Â µ¥¿¡ ¼º°øÇÏ¿´½À´Ï´Ù(3)(±×¸²2).
ÀÌÈÄ Ã¤³Î·Îµ½½ÅÀ» Æ÷ÇÔ ¿©·¯ ±¤¼¾¼ ´Ü¹éÁúµéÀ» È°¿ëÇÑ ´ç´¢º´ Ä¡·á ±â¼úÀÌ °³¹ßµÇ¾î ¿Ô½À´Ï´Ù(4-6). ÇÑÆí, KAIST »ý¸í°úÇаú Çã¿øµµ ±³¼öÆÀÀº OptoSTIM1À̶ó´Â ±¤¼¾¼ ´Ü¹éÁúÀ» ÅëÇÑ Ä®½·ÀÌ¿Â Á¶ÀýÀ» º¸°íÇÑ ¹Ù ÀÖ½À´Ï´Ù(7).
º» ¿¬±¸ÆÀÀº ÀÌ OptoSTIM1 ±¤¼¾¼¸¦ Àΰ£ÀüºÐÈ´É Áٱ⼼Æ÷¿¡ µµÀÔÇÏ°í À̸¦ Ãéµµ ¿À°¡³ëÀ̵å(pancreatic islet-like organoid)·Î ºÐȽÃÅ°´Âµ¥ ¼º°øÇÏ¿´½À´Ï´Ù(±×¸² 3). ¾Æ¿ï·¯ À̵é Ãéµµ ¿À°¡³ëÀ̵å´Â ±¤ Á¶»ç¿¡ ÀÇÇØ Àν¶¸°À» ºÐºñÇÒ ¼ö ÀÖÀ½À» È®ÀÎÇÏ¿´½À´Ï´Ù.
°á·ÐÀûÀ¸·Î ÃéÀå º£Å¸¼¼Æ÷°¡ Àν¶¸°À» ºÐºñÇϱâ À§Çؼ´Â ÇʼöÀûÀ¸·Î ¼¼Æ÷ ³» Ä®½· ÀÌ¿Â ³óµµÀÇ Áõ°¡°¡ ¼±ÇàµÇ¾î¾ß Çϴµ¥, OptoSTIM1À» º£Å¸¼¼Æ÷¿¡ µµÀÔÇÔÀ¸·Î½á ±¤À¯ÀüÇÐÀûÀ¸·Î Ä®½·ÀÌ¿Â Áõ°¡¸¦ ÅëÇÑ Àν¶¸° ºÐºñ¸¦ À¯µµÇÑ´Ù´Â ¿ø¸®ÀÔ´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ±¤À¯ÀüÇÐ ±â¼úÀÌ ½Ç¿ëÈ ´Ü°è¿¡ À̸£±â±îÁö´Â ¾ÆÁ÷ ³Ñ¾î¾ß ÇÒ »êÀÌ ¸¹½À´Ï´Ù.
±×·¯³ª ºû Àڱظ¸À¸·Î ´ç´¢¸¦ Ä¡·áÇÒ ¼ö ÀÖÀ»Áöµµ ¸ð¸¥´Ù´Â »ó»óÀÌ ½ÇÁúÀûÀ¸·Îµµ Áõ¸íµÇ°í ÀÖ´Ù´Â »ç½ÇÀº ÀÚ¸ø Èï¹Ì·Î¿î ÀÏÀÌ ¾Æ´Ò ¼ö ¾ø½À´Ï´Ù. ¹Ì·¡¿¡´Â Á¤¸» ºû Á¶Àý ¹öÆ° Çϳª¸¸À¸·Î ³» ¸öÀÇ Ç÷´çÀ» ÀÚÀ¯ÀÚÀç·Î Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ½Ã´ë°¡ ¿ÃÁöµµ ¸ð¸¨´Ï´Ù.
[Âü°í¹®Çå]
1. Courtesy of the MIT McGovern Institute, Julie Pryor, Charles Jennings, Sputnik Animation , and Ed Boyden.
2. Nagel, G. et al. (2003). Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci 100, 13940.
3. Ye, H. et al. (2011). A synthetic optogenetic transcription device enhances blood-glucose homeostasis in mice. Science 332, 1565.
4. Kushibiki, T. et al. (2015). Optogenetic control of insulin secretion by pancreatic beta-cells in vitro and in vivo. Gene Ther 22, 553.
5. Zhang, F., and Tzanakakis, E.S. (2019). Amelioration of Diabetes in a Murine Model upon Transplantation of Pancreatic beta-Cells with Optogenetic Control of Cyclic Adenosine Monophosphate. ACS Synth Biol 8, 2248.
6. Shao, J. et al. (2017). Smartphone-controlled optogenetically engineered cells enable semiautomatic glucose homeostasis in diabetic mice. Sci Transl Med 9. eaal2298.
7. Kyung, T. et al. (2015). Optogenetic control of endogenous Ca(2+) channels in vivo. Nat Biotechnol 33, 1092.
* ÀÌ ±ÛÀº KAIST »ý¸í°úÇаú Çѿ븸 ±³¼ö ¿¬±¸½Ç ÃÖÁöÀº ¹Ú»ç·ÎºÎÅÍ Á¦°ø¹Þ¾Ò½À´Ï´Ù.
¹üºÎóÀç»ýÀÇ·á±â¼ú°³¹ß»ç¾÷´Ü | ÀúÀÛ±ÇÀÚ 2022.08.16 ¨Ï ScienceTimes
ÀÌÀü±Û | ÷´ÜÀç»ýÀÇ·á News clipping (2022.08.19.) 2022.08.19 |
---|---|
´ÙÀ½±Û | ÷´ÜÀç»ýÀÇ·á News clipping (2022.08.16.) 2022.08.16 |
(04637) ¼¿ï½Ã Áß±¸ ÈľϷΠ110, ¼¿ï½ÃƼŸ¿ö 17Ãþ
´ëÇ¥¹øÈ£ : 02-6263-3060 | R&D±âȹ°ü¸® : 02-6263-3077~8 | À̸ÞÀÏ : kfrm@kfrm.org
Seoul City Tower fl.17, 110 Huam-ro, Jung-gu,
Seoul 04637, Republic of Korea