나노기술 및 정책 정보

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기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 천진우 단장(연세대 교수)과 이재현 연구위원(연세대 고등과학원 교수) 연구팀은 자기장을 이용해 뇌의 운동신경을 무선 원격으로 정밀 제어하는 ‘나노 자기유전학(nano-magneto-genetics) 기술’을 개발했다고 밝힘. 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’에 1월 29일 새벽 1시(한국시간) 게재됨.

연구진은 자기장에 감응해 토크 힘(5 pN)을 발생하는 ‘나노나침반’을 개발함. 나노나침반의 토크 힘은 뇌세포의 피에조-1(Piezo-1) 이온 채널을 개방해 뇌신경 신호 전달이 가능함. 살아있는 동물(쥐)의 경우 나노나침반을 우뇌의 운동 신경 부위에 주입한 후 자기장을 가했을 때 칼슘 이온이 세포 내로 유입돼 원하는 부위의 운동 능력을 촉진함. 쥐의 왼발 운동신경이 활성화돼 반시계방향으로 운동하며 운동능력이 약 5배 향상됨.

즉, 나노나침반이 자기수용체 (magneto-receptor, 磁氣受容體)로 작용해 뇌세포의 활성 제어가 가능하다는 것이 동물에서 증명된 것임. 연구진이 개발한 자기유전학 장치는 MRI 장비와 같은 크기(중심지름 70㎝)에서도 구동할 수 있으며, 사람의 뇌나 전신에 25mT(밀리 테슬라)의 자기장을 전달할 수 있음. 자기장은 침투력이 높아서 파킨슨병·암과 같은 난치병 치료에 활용될 것으로 기대됨.

천 단장은 “나노 자기유전학은 원하는 세포를 유전공학으로 선택해 무선 원격으로 뇌 활성을 제어하는 연구 플랫폼이 될 것”이라며 “뇌의 작동 원리 규명과 질환 치료 등 뇌과학의 새로운 지평을 열 것으로 기대한다”고 강조함