노벨 생리의학상에 ‘광유전학’ 다이서로스·헤게만·나겔…빛으로 신경세포 켜고 끈다

스웨덴 카롤린스카연구소 노벨총회는 5일(현지시간) 2026년 노벨 생리의학상 수상자로 칼 다이서로스 미국 하워드휴스의학연구소·스탠퍼드대 교수, 페터 헤게만 독일 베를린 훔볼트대 교수, 게오르크 나겔 독일 뷔르츠부르크대 교수 등 3명을 선정했다고 발표했다. 선정 이유는 ‘광개폐성 이온 채널과 광유전학에 관한 발견’이다. 상금 1200만 스웨덴 크로나는 세 사람이 똑같이 나눈다.

광유전학은 빛에 반응하는 단백질을 특정 신경세포에 만들게 한 뒤 빛을 비춰 그 세포의 활동을 켜거나 끄는 방법이다. 노벨위원회는 이 기술로 살아 있는 뇌에서 신경세포가 기억·감정·행동을 어떻게 만들어 내는지 볼 수 있게 됐다고 설명했다.

빛을 향해 헤엄치는 녹조류에서 출발

출발점은 빛 쪽으로 헤엄치는 단세포 녹조류 클라미도모나스였다. 노벨위원회에 따르면 헤게만은 1990년대 초 독일 막스플랑크 생화학연구소에서 이 조류가 빛에 매우 빠르게 반응하는 데 주목해, 단백질 하나가 빛을 받아들이면서 동시에 이온 통로 역할을 한다는 가설을 세웠다. 당시에는 스스로 빛에 반응하는 이온 채널이 알려지지 않아 회의적인 시각이 많았다.

이후 프랑크푸르트 막스플랑크 생물물리학연구소의 나겔이 합류했다. 나겔은 헤게만 연구팀이 찾은 조류 유전자 두 개를 개구리 알 세포에 넣어 단백질을 만들게 했고, 이 단백질들이 빛을 받으면 열리는 이온 채널이라는 사실을 확인했다. 단백질에는 채널로돕신-1과 채널로돕신-2라는 이름이 붙었다. 두 사람은 2003년 채널로돕신-2로 빛을 이용해 세포에 전기 신호를 일으킬 수 있다는 결과를 발표했다.

배양 신경세포에서 살아 있는 뇌로

다이서로스는 이 단백질을 신경세포의 스위치로 바꿨다. 나겔에게서 채널로돕신-2 유전자를 받아 배양한 쥐 신경세포에 넣고 푸른빛을 비추자 신경 신호가 발생했고, 연구팀은 이를 2005년 발표했다. 노벨위원회는 다이서로스가 2년 뒤 살아 있는 쥐의 뇌에서도 이 방법을 작동시켰다고 밝혔다. 이 방법에는 2006년 ‘광유전학’이라는 이름이 붙었다.

노벨위원회는 광유전학으로 통증, 사회적 행동, 갈증, 섭식, 보상 등에 관여하는 신경 회로가 밝혀졌다고 설명했다. 위원회 위원인 압델 엘 마니라 카롤린스카연구소 교수는 발표 자리에서 이 기술이 실명·우울증·중독·치매와 관련된 뇌 회로 이상을 밝히는 데도 도움이 됐다고 말했다.

임상 적용은 초기 단계

치료 분야 적용은 아직 초기 단계다. 노벨위원회는 연구자들이 시각 장애가 있는 사람의 시력을 되살리려는 시도에 이 방법을 쓰고 있다고 밝혔다. 사이언티픽 아메리칸은 유전성 진행성 시력 상실 질환인 망막색소변성증을 대상으로 한 초기 임상 연구가 가능성을 시사했다고 전했다. 확립된 치료법이라는 뜻은 아니다.

올해 노벨상 발표는 12일까지 이어진다.

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크

출처: 노벨총회(카롤린스카연구소) 2026년 노벨 생리의학상 보도자료 — https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/

출처: NobelPrize.org 2026년 노벨 생리의학상 대중용 해설 — https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/popular-information/

출처: C&EN, Optogenetics researchers win Nobel Prize in Physiology or Medicine — https://cen.acs.org/people/nobel-prize/nobel-2026-physiology-medicine/104/web/2026/10

출처: Scientific American, 2026 Nobel Prize in Physiology or Medicine awarded to scientists behind optogenetics — https://www.scientificamerican.com/article/2026-nobel-prize-in-physiology-or-medicine-awarded-to-karl-deisseroth-george-nagel-and-peter-hegemann-for-work-on-optogenetics/