2026년 노벨 생리의학상은 ‘광유전학(optogenetics)’을 개척한 칼 다이서로스, 페터 헤게만, 게오르크 나겔 교수에게 돌아갔다.

스웨덴 카롤린스카 의대 노벨위원회는 미국 스탠퍼드대  칼 다이서로스(Karl Deisseroth), 독일 베를린 훔볼트대 페터 헤게만(Peter Hegemann), 독일 뷔르츠부르크대 게오르크 나겔(Georg Nagel)에게  ‘빛으로 조절되는 이온채널과 광유전학에 관한 발견’ 업적으로 2026년 노벨 생리의학상을 공동 수여한다고 5일 밝혔다.  

노벨위원회에 따르면 헤게만과 나겔 교수는 미생물의 빛 감지 단백질인 채널로돕신(channelrhodopsin)이 빛에 의해 직접 활성화되는 이온채널이라는 사실을 규명했다. 이를 통해 빛으로 살아있는 세포의 전기적 활동을 조절할 수 있는 기반을 마련했다.

다이서로스 교수는 이러한 발견을 신경과학에 적용해 특정 신경세포가 빛에 반응하도록 만들고, 빛으로 신경세포의 활동을 빠르고 정밀하게 조절하는 광유전학(optogenetics)을 발전시켰다.

기존 전기 자극과 달리 광유전학은 특정 종류의 신경세포를 선택적으로 활성화하거나 억제할 수 있다. 이에 따라 특정 신경회로가 행동과 생리 기능에 미치는 영향을 직접 규명할 수 있게 됐다. 광유전학은 뇌 기능 연구는 물론 신경계 질환의 발생 기전과 치료 표적을 규명하는 핵심 연구기술로 활용되고 있다.

노벨위원회는 "이들의 발견이 빛으로 세포 활동을 정밀하게 제어하는 새로운 방법을 제시해 신경과학과 생명과학 연구에 획기적인 변화를 가져왔다"고 평가했다.

특히 다이서로스 교수는 2025년 3월 아산사회복지재단이 수여하는 제18회 아산의학상 기초의학부문을 수상하면서 국내 의료계와도 인연이 있다. 

이번 수상과 관련, 서울아산병원 융합의학과 김준기 교수는 "광유전학은 유전공학과 광학 기술을 결합해 살아있는 동물에서 특정 뇌세포나 뇌 회로의 기능을 빛으로 제어하는 기술"이라며 "빛에 반응하는 이온채널 등 광감응성 단백질을 특정 뇌세포에 발현시킨 뒤 특정 파장의 빛을 조사하면 해당 신경세포나 뇌 회로의 활성을 실시간으로 조절할 수 있다"고 밝혔다.

김 교수는 "기존 전기 자극과 달리 특정 종류의 신경세포를 선택적으로 조절할 수 있고 시간적으로도 정밀한 제어가 가능하다는 점이 특징"이라며 "이를 통해 특정 신경회로의 활성과 동물 행동 사이의 인과관계를 실시간으로 규명하고, 개발 중인 신약이 뇌에 미치는 효과를 검증할 수 있게 됐다"고 했다.

서울성모병원 안과 김기현 교수는 "광유전학은 빛에 반응하는 미생물 단백질을 특정 신경세포에 발현시킨 뒤 빛으로 해당 세포의 활동을 활성화하거나 억제하는 기술"이라며 "특정 신경세포를 활성화하거나 억제했을 때 나타나는 행동 변화를 관찰함으로써 기억·감정·보상·운동 등 뇌 기능과 신경회로 사이의 인과관계를 규명할 수 있다"고 설명했다.

김 교수는 "광유전학은 현재 뇌 기능과 질환의 신경회로 기전을 밝히는 핵심 연구도구로 활용되고 있으며 임상 적용 가능성도 연구되고 있다. 특히 망막색소변성 환자의 남아 있는 망막 신경세포에 빛을 감지하는 능력을 부여하는 연구에서 일부 시각 기능 회복이 보고됐다"고 덧붙였다.