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[미국 캘리포니아 샌디에고대학(UCSD) 하워드휴브의학연구소의 주봉건 박사(37), 뇌신경세포 분화의 열쇠
찾아내, 신경줄기세포가 신경세포로 분화하는데 결정적인 역할을 하는 단백질 복합체(Groucho/TLE1 Corepressor Complex)
실체 규명, 단백질 복합체의 일부인 효소(PARP-1)가 활동을 하면 유전자 MASH-1이 활성화되 신경세포로 자라, 알츠하이머병(기억상실병),
파킨슨병(중풍) 등 뇌 손상 환자들에 새로운 신경세포 이식하여 치료하는 근본 해결책 제시(Activating the PARP-1 Sensor
Component of the Groucho/ TLE1 Corepressor Complex Mediates a CaMKinase
IIδ-Dependent Neurogenic Gene Activation Pathway(14/Jan/2005)]
우리 뇌(Brain)는 매우 중요한데, 모든 기억이나 창의나, 컴퓨터의 정보의 수집-해석-편집수정-명령-전송을 하는 중앙전산장치(CPU)의
역할을 하는 것이 바로 뉴런(Neuron, 신경세포)이다. 이 뉴런이 고장나거나 까닭없이 죽으면 기억상실병(알츠하이머병)이나 파킨슨병(중풍)에
걸린다.
1. 과학자들이 연구하는 뉴런(신경세포)의 영역
뉴런(신경세포)에 관한한 많은 과학자들이 연구하는 방향을 보면 대략 다음과 같은 여덟 가지의 주제로 요약할 수 있다. 목적은 건강을
유지하거나 병을 치료하고 지식(Knowledge)을 많이 습득하여 잘 먹고 오래 살자는 것이다. 그 방법은 정보기술(IT) + 나노기술(NT)
+ 바이오기술(BT)의 융합(Convergence)로 가능하다.
1) 신경세포는 어떤 분화과정을 거쳐 만들어지는가? 이 메커니즘만 밝혀 낸다면 죽어가는 신경세포를
새로이 만들어 이식할 수 있다. 이렇게 되면 장기이식 -> 조직 이식 -> 줄기세포
이식 -> 세포이식이 가능하며 언젠가는 유전자 이식이 가능한 시기가 올 것이다.
2) 우리 몸에는 대략 1경개의 세포가 존재하는 것으로 추정된다. 이 1경개의 세포 중 대다수의 세포들은 세포 분열(Cell
division)과 세포 사멸(Cell death)이 반복적으로 일어난다. 이를 세포의 주기라고 하는데, 예를 들어 머리카락은
마스터유전자(Master Gene, 이를 Nanog 라 한다)의 명령에 따라 모근세포들이 분열을 거듭하다가 세포 사멸 프로그램에 의해(이를
Telomere라 한다) 반드시 죽는다. 그러면 또 다른 모근세포가 분열과 사멸을 반복한다. 그런데, 한가지 예외가 있다. 뉴런(신경세포)는
사멸만 있다는 것이다. 그 이유는 무엇이며 어떤 메커니즘으로 사멸하는지 이 것만 밝히면 게임은 끝나는데, 절대자의 비밀을 푸는 것이기 때문이다.
3) 뉴런칩(신경세포 칩)을 개발하여 이를 환자에 이식하면 기억상실병(알츠하이머병)이나 파킨슨병(중풍)을 고칠 수 있을 뿐 아니라, 기억을
보강할 수도 있고, 다른 사람의 기억이나 컴퓨터에 저장된 수많은 정보들을 뉴런 칩으로 다운 받을 수도 있다. 언젠가는 선조들이 이룩해 놓은
수많은 양의 지식을 한 순간에 학습하고 기억할 수 있을 것이다. 영화 Matrix의 Trinity처럼 처음 보는 헬리콥터를 뉴런으로 다운 받아
몇 초 안에 익힐 수 있을 것이다.
4) 뉴런과 뉴런(뉴런은 +-의 전기신호로 전송되므로 이는 디지털이다)을 연결하는 시냅스(Synapse)는 뉴런의 명령에 따라 아날로그적인
몸을 움직이게 하는 화학물질(신경전달물질, 이는 분자이다)을 분비하는데, 이 시냅스가 고장이 나면 몸이 움직이지 않으므로 마비인 파킨슨병에
걸리는데, 이들의 메커니즘만 밝혀 내면 이 또한 게임은 끝나는 것이다.
5) 결국 이들 뉴런과 뉴런, 그리고 시냅스는 거대한 자율신경망시스템(ANS, Autonomic Nervous System) 으로 이루어져
있는데, 환자들에게 뉴런 칩을 이식하고 이 자율신경망시스템을 잘 연결하면, 설사 팔이 없더라도, 다리가 없더라도, 두뇌의 무선원격조정으로
사물이나 컴퓨터를 조작할 수 있다. 즉, 생각만으로 또는 정신적 의도(Mental Intentions) 대로 컴퓨터나 로봇을 조작할 수 있다.
6) 알츠하이머병이나 파킨슨병 등의 조기 진단용 나노-바코드-진단분석기의 개발 및 암세포만 죽이는 나노봇(Nanobot) 또는 나노 캡슐
등의 개발이다. 이는 뇌의 병을 조기에 진단(Diagnostic)-분석(Analysis)-처방(Treatment)-예방(Preventive) 및
병의 예후(병의 경과나 결말의 예상, Prognostic)에 관련된 기술들이다.
7) 뉴런세포의 메커니즘을 밝혀 뉴런 컴퓨팅, DNA 컴퓨팅 또는 뉴런 분자 컴퓨팅을 만들자는 것이요, 시냅스의 메커니즘을 밝혀 분자
제조기(Molecular Assembler, Personal Fab)을 만들자는 것이다.
8) 위의 모든 메커니즘이 밝혀지고 기술이 개발되면 인간을 새로이 만들자는 것이다. 즉, 인간을 복제(Human cloning)에
도전하자는 것이다. 절대자가 자기의 형상대로 인간을 만들었듯이 인간도 인간의 형상대로 다른 인간을 만들자는 것이다.
[참고]
[영국 에든버러
대학 오스틴 스미스(Austin Smith) 교수와 일본 나라 과학기술연구소 야마나카 신야(Shinya Yamanaka) 박사, 켈트족 전설의
‘불사(不死)의 땅’을 의미하는 ‘나노그(Nanog)’라는 마스터 유전자(Master Gene) 발견 - 줄기 세포로 심장-간-피부 등의
장기(기관)와 조직 만들어 불치병 해결에 획기적인 실마리 제공 - 이 유전자만 통제할 수 있다면 극단적인 경우 줄기 세포가 아닌 일반 세포로도
장기와 조직을 만들 수 있게 된다. 유전학자들이 오랜 시간 동안 찾아 헤매던 ‘생물학의 성배(聖杯)’를 발견한 것과 같은 의미를 갖는다고 논평,
그러나 아직 멀어(2003년 5월 29일)]
[2002년의
노벨 의학상 수상자 3인-세포사멸 프로그램 및 세포사멸 유전자의 규명, AIDS 등 난치병 해결의 실마리 제공(07/Oct/2002)]
2. 주봉건 박사 - 신경세포 분화의 메커니즘 밝혀내
이중 오늘 소개하는 내용은 첫번째 영역 주제인 신경세포의 분화 메커니즘에 도전하는 내용으로, 뇌 속에 있는 신경줄기세포가 다양한 종류의
신경세포(뉴런)로 분화하는데 결정적인 역할을 하는 단백질의 실체를 한국인 과학자가 처음 규명했다는 것이다.
미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD, University of California, San Diego) 의과대(Department and School of Medicine)의 HHMI 연계 하워드휴즈의학연구소(Howard Hughes Medical Institute)의 주봉건
박사(37·사진) 연구팀은 2004년 12월 19일 생쥐 신경줄기세포의 성장이 억제되거나 촉진되는 상반된 작용이 동일한 ‘단백질
복합체(Groucho/TLE1 Corepressor Complex)’에 의해 이뤄진다는 점을 발견했다고 밝혔다. 이 연구논문은 생물학 최고의
권위지 ‘셀(Cell)’의 2004년 12월 17일자에 게재됐다. 신경줄기세포는 특정 신호를 받으면 유전자(MASH-1)가 활성화돼 신경세포로
자란다. 그동안 MASH-1의 기능은 단백질 복합체에 의해 억제되는 것으로 알려져 있었다.
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