"자석 갖다 대니 먹는 것 멈추고 운동"…나노 의학 진화한다

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 코로나19 백신 개발에는 나노 기술로 만들어진 지질 입자(LNP)가 결정적인 역할을 했다. 나노 기술과 의학의 만남이 약물을 넘어 신경을 조절해 정신 질환 치료를 돕는 방향으로 진화하고 있다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단과 한국과학기자협회는 23일 연세대학교 IBS관에서 과학 미디어 아카데미를 개최했다.

천진우 IBS 나노의학연구단장은 "뇌의 신경세포에 있는 이온 채널을 자성 나노 입자로 제어하면 신경 활동을 제어할 수 있다"며 "이런 기술을 자기 유전학이라고 이름을 붙였는데 쥐 실험에서 자기장으로 쥐가 운동하도록 하는 실험도 성공했다"고 설명했다.

신경 세포는 세포 안과 밖의 이온 농도 차이를 활용해 활동한다. 이 이온 농도 차이를 조절하는 수단이 이온이 오가는 통로(채널)이다. 이온 채널을 인위적으로 여닫을 수 있게 되면 신경 활동을 조절할 수 있다. 이론적으로 뇌에 이런 기술을 적용하면 각종 욕구나 감정 조절이 가능하다.

나노의학연구단은 자기장이 있으면 구조나 활성이 변하는 나노 물질을 만들고 이를 신경 이온 채널에 붙이는 기술을 개발했다. 강한 자석 등으로 자기장을 가해주면 나노 입자의 모양이 바뀌며 이온 채널에 힘이 전해져 열리거나 닫히는 구조다.

이 나노입자를 특정한 행동이나 욕구에 관련된 신경에 심고 외부에 자기장으로 자극하면 원하는 대로 행동을 유도할 수 있는 것이다. 실제 나노의학연구단은 쥐를 대상으로 한 실험에서 자기장을 가해 운동을 하게 만들거나 식욕을 조절하게 만드는 데 성공했다.

이러한 신경 조절 연구는 기존에는 주로 전극으로 전기 자극을 가하거나 광섬유를 통해 빛으로 자극하는 방식으로 이뤄졌다.

천진우 단장은 "자기장을 이용하면 더 멀리서 더 정밀한 조정이 가능하다"며 "뇌과학 연구에서 뇌 회로를 이해하는 데도 도움이 될 것"이라고 말했다.

한편 IBS 나노의학연구단은 나노 구조의 기계적 변화를 이용하는 '나노 로봇' 연구도 하고 있다. 연구단은 작은 자석을 나노 구조에 심어 동력원을 삼고 특정한 입자를 만나면 프로펠러가 도는 나노 구조물을 개발하고 있다. 이런 기술을 활용하면 나노입자로 약물을 실어 날라 원하는 위치에서 효과가 나도록 만들어 효율을 높일 수 있다.

seungjun241@news1.kr