전자장으로 늙은 쥐 회춘…'꿈의 노화역전' 기술 나왔다

국내 연구진이 주도한 연구를 통해 외부에서 전자기장을 쬐어주는 것만으로 체내 유전자를 원격 제어하는 기술이 개발됐다. 이 기술을 이용해 늙은 쥐의 노화 지표를 되돌리고 우울증 증상을 개선하는 데 성공해 '전자약' 시대의 새로운 가능성을 열었다.

국제 학술지 '셀(Cell)'은 지난 17일 김준엽 박사가 제1저자로 참여한 연구팀의 '전자기장 유도 생체 내 유전자 스위치(Ei)' 개발 성공 소식을 게재했다. 연구팀은 Ei 시스템을 통해 시공간적으로 유전자 발현을 정밀하게 제어하는 기술을 확립했다고 밝혔다.

연구팀은 전유전체 크리스퍼-카스9 스크리닝을 통해 '시토크롬 b5 B형(Cyb5b)' 단백질이 전자기장을 감지하는 핵심 분자임을 처음으로 규명했다. 전자기장이 Cyb5b를 자극하면 특정 주기의 '칼슘 진동'이 발생하고, 이 신호가 칼시뉴린/NFAT 경로를 활성화해 목표 유전자의 발현을 유도하는 원리다.

연구팀은 이 기술의 잠재력을 동물실험으로 입증했다. 먼저 노화된 쥐에 세포 리프로그래밍 인자인 'OSK(Oct4-Sox2-Klf4)' 유전자를 넣고 외부에서 전자기장을 쬐었다. 그 결과, 후성유전학적 나이가 줄고 근력과 인지 기능이 개선되는 등 노화 역전 현상이 관찰됐으며 종양은 발생하지 않았다.

알츠하이머병과 우울증 모델 동물에서도 성과를 확인했다. 연구팀은 알츠하이머병 원인 단백질인 '아밀로이드 전구 단백질(APP)' 유전자를 쥐의 뇌 특정 영역에 원하는 시점에 발현시켜 질병 모델을 정밀하게 구현했다. 또한, 우울증 쥐 모델에서는 세로토닌 합성 효소 'Tph2' 유전자를 활성화해 우울증 행동을 개선하는 데 성공했다.

Ei 시스템은 화학물질이나 빛 대신 인체에 무해한 저강도 전자기장을 사용해 부작용 위험이 적다. 또한, 피부나 뼈를 투과해 뇌와 같은 깊은 조직의 유전자도 제어할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 향후 환자가 스마트폰 앱과 연동된 웨어러블 기기로 체내 유전자 발현을 직접 조절하는 '전자약'으로 발전할 수 있을 것으로 기대했다.

다만 연구팀은 전자기장의 장기적 생체 영향 평가, 유전자 회로에 대한 면역 반응 연구, 비의도적 활성화를 막기 위한 통제 표준 확립 등이 상용화를 위한 과제로 남아있다고 덧붙였다.