[사이언스카페] 해조류 유전자 눈에 이식, 시각장애인 40년 만에 시력 회복

광유전학 기술 처음으로 사람에 적용해 성공

고글이 사물에서 반사된 빛을 증폭해 망막에 전달하면 해조류 단백질이 작동해 빛을 전기신호로 바꾼다. 이 신호를 뇌가 감지해 사물을 인식한다. /스위스 바젤대

40년 동안 앞을 보지 못하던 사람이 해조류의 유전자를 눈에 이식받고 다시 횡단보도의 흰 줄을 볼 수 있게 됐다.

스위스 바젤대의 보톤드 로스카 교수 연구진은 24일(현지 시각) 국제 학술지 ‘네이처 메디슨’에 “광유전학(光遺傳學, optogenetics) 기술로 시각장애인의 시력을 부분적으로 회복시키는 데 성공했다”고 밝혔다.

광유전학은 빛을 쪼여 신경세포를 제어하는 기술이다. 2005년 미국 스탠퍼드대 연구진은 녹조류에서 빛을 전기로 바꾸는 단백질을 동물의 신경세포에 이식했다. 덕분에 빛을 쪼이면 원하는 대로 신경세포를 제어할 수 있었다. 주로 동물실험에서 쓰이던 광유전학 기술이 사람에 적용한 것은 이번이 처음이다.

연구진은 망막색소변성증(RP)으로 40년간 실명 상태로 있던 58세 프랑스 남성에게 광유전학 기술을 적용했다. 이 병은 녹내장, 당뇨망막병증과 함께 실명을 부르는 3대 질환으로 전 세계에 150만명의 환자가 있다. 환자의 망막은 옵신 단백질이 있는 광수용체 세포가 손상돼 빛을 전기신호로 바꾸지 못한다.

40년 동안 앞을 보지 못하던 남성은 광유전학 시술을 받고 책상 위의 물체를 구분할 수 있었다. /스위스 바젤대

연구진은 해조류의 옵신 유전자를 남성의 망막에 이식했다. 인체에 해가 없는 바이러스를 유전자 전달체로 이용했다. 몇 달 지나자 눈에서 다시 옵신 단백질이 만들어졌다. 남성은 특수 고글을 쓰고 밖으로 나가 횡단보도의 흰 줄을 감지할 수 있게 됐다. 고글은 사물에서 반사된 빛을 증폭한 다음 남성의 망막에 옵신이 반응하는 황색 파장의 빛을 보낸다.

남성은 일상에서도 고글을 쓰고 접시나 전화를 찾고, 가구나 문을 확인할 수 있을 정도로 시력이 회복됐다. 뇌파를 측정해보니 시각중추의 활동이 두드러져 실제로 시력이 회복됐음을 알 수 있었다고 연구진은 밝혔다.