시각은 후천적으로 학습 가능한가

[표지로 읽는 과학] 네이처, iPS세포로 인공 신장 만들어

시각은 후천적으로 학습 가능한가

 

네이처 제공

형형색색의 산호초가 매우 복잡하게 얽혀 있는 것처럼 보이는 이번 주 ‘네이처’ 표지는 줄기세포로 만든 인공 신장의 모습이다.

 

항체와 항원이 선택적으로 결합하는 특성을 이용해 형광 색소를 입혀 조직을 염색하는 ‘면역 형광법’을 활용해 스캔했다.
 
인간의 신장은 200만 개의 상피 네프론(신장구조체)과 이를 연결하는 집합관으로 이뤄져 있다. 멜리사 리틀 호주 퀸즈랜드 교수가 이끈 공동 연구팀은 먼저 유도만능줄기세포(iPSC)를 신장 발달에 필요한 두 종류의 전구세포로 분화시켰다. 두 전구세포 중 하나는 집합관, 다른 하나는 네프론을 생성한다.
 

이식할 수 있는 수준의 인공 신장을 만들려면 20개 이상의 서로 다른 종류의 세포가 필요하다. 연구팀은 iPS세포로 두 종류의 전구세포뿐만 아니라, 혈관 같은 신장 주변 세포까지 만들 수 있는 신호 전달 조건을 발견했다. 이를 활용해 태아의 신장 기능을 대신 할 수 있는 인공 신장을 만드는 데도 성공했다.

 

연구팀은 앞으로 인공 신장의 기능을 성인 수준까지 끌어올릴 계획이다. 연구팀은 신장 이식과 유전적 신장 질환 연구, 세포 치료제뿐만 아니라 독성 확인을 위한 약물 테스트 같은 다양한 분야에 이 기술을 활용할 계획이다.  

 

 

 

사이언스 제공

이번 주 ‘사이언스’ 표지는 빛을 올려다보는 소녀의 눈을 담았다. 처음 빛을 마주하는 듯한 몽환적인 느낌이 전해진다.

 

과학자들은 그간 태어날 때부터 시력이 없는 아이들이 치료 시기를 놓치면 뇌가 영구적으로 시각 정보 처리 능력을 잃는다고 생각해왔다.

 

사이언스는 열악한 환경으로 전 세계에서 시각장애아가 가장 많은 인도에서 2004년부터 진행돼온 ‘프라카시 프로젝트(Prject Prakash)’를 다뤘다. 이 프로젝트를 통해 청소년을 포함한 수백 명의 아이들이 시력을 회복하는 놀라운 결과를 낳았다. 

 

이 프로젝트를 이끈 신경과학자 파완 신하 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수팀은 앞을 볼 수 없는 상태에서 태어난 아이들이 백내장 치료 등으로 시력을 얻게 된 뒤, 이들의 뇌가 어떻게 빛을 인식하고 시각 정보를 처리하는지 관찰했다. 

 

18세에야 비로소 시력을 갖게 된 마노 쿠마 야다브의 뇌는 처음 시각적 자극을 받아 들였을 때 어떤 정보도 만들어내지 못했다. 그러나 차츰 사물의 형태와 색상을 구별해 볼 수 있게 됐고, 1년 반이 지난 후엔 모든 것을 정확히 볼 수 있게 됐다.

 

이번 연구로 연구팀은 우리 뇌가 후천적으로도 시각을 학습할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 시각의 어떤 부분이 선천적으로 획득되고 어떤 부분이 경험적으로 학습되는지 알아내는 데 도움이 될 전망이다.

 

송경은 기자 kyungeun@donga.com

출처 : 동아사이언스 http://www.dongascience.com/news/view/8473