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안녕! 나는 어과동의 귀염둥이 마녀 일리야. 마법으로 많은 것들을 할 수 있지만, 모든 일을 마법으로 쉽게 처리하면 재미가 없잖아? 그래서 마법을 쓰는 대신 과학을 연구하고 있지.
 
그런데 최근 내가 좋아하던 과학자 한 분이 대단한 걸 만들었어! 줄기세포로 뇌의 일부분을 만들어 낸 거야. 이번엔 특별히 이 인공 뇌를 연구실로 데려왔단다. 지금부터 함께 뇌의 이야기를 들어 보자!

일리 : 안녕! 자기소개를 부탁해. 안녕하세요.


인공 뇌 : 저는 신체 내부에서 가장 중요한 기관인 뇌예요. 더 정확히 말하자면, 뇌의 여러 부위 중 운동기능을 조절하는 역할을 맡고 있는 ‘중뇌’랍니다. 뇌의 중심에 자리를 잡고 있고, 주로 눈의 움직임을 제어하거나 대뇌에서 보내는 운동 신호를 척수로 전달하는 역할을 하고 있지요. 제가 고장 나면 사람은 ‘파킨슨병’에 걸릴 수 있어요. 파킨슨병에 걸리면 운동신경에 이상이 생겨 몸의 움직임이 느려지고, 근육이 떨리게 돼요. 심해지면 몸을 전혀 움직일 수 없게 된답니다. 50세 이상 어른 100명 중 한 명이 걸릴 정도로 많이 걸리는 병이지만, 아직까지 치료 방법이 나오지 않았지요.

일리 : 파킨슨병은 정말 무서운 병이구나!

인공 뇌 : 네. 맞아요. 과학자들은 중뇌를 연구해 파킨슨병을 정복하려고 노력하고 있지만 쉽지 않아요. 연구에 쓰일 사람의 뇌를 구하는 일이 너무 어렵기 때문이에요. 또한 사람에게 검증되지 않은 약물을 직접 주사하는 것은 매우 위험한 일이지요. 이에 과학자들은 인공장기를 만드는 연구를 진행했어요. 이렇게 실험을 위해 인공적으로 만든 장기를 ‘유사 장기’ 혹은 ‘오가노이드(organoid)’라고 부른답니다. 실제 장기와 같은 기능을 가지고 있어 의약품 실험에 이용될 수 있지요.

일리 : 그러니까 너도 오가노이드인 거야?

인공 뇌 : 최근 싱가포르 듀크-싱가포르국립의대 제현수 교수팀이 최초로 중뇌 오가노이드를 만드는 데 성공했다고 밝혔어요. 연구팀은 사람의 혈액에서 얻은 줄기세포를 이용해 임신 중기 태아의 중뇌와 비슷한 2mm 크기의 중뇌 오가노이드를 만들었답니다. 바로 저예요. 연구팀이 중뇌 오가노이드를 관찰한 결과, 실제 중뇌에서 만드는 신경전달물질인 ‘도파민’이 생성되는 과정을 관찰할 수 있었어요. 중뇌 오가노이드가 정상적으로 작동하는 거예요.

파킨슨병은 주로 중뇌에서 도파민이 제대로 나오지 않아 걸리는 병이에요. 따라서 중뇌 오가노이드는 파
킨슨병 치료약을 개발하는 데 중요한 역할을 할거예요. 치료약을 사람에게 주사하는 대신 인공 중뇌에 주사해 더 빠르고 안전하게 실험할 수 있으니까요.

일리 :  네 역할이 정말 기대돼!

인공 뇌 : 다른 장기의 경우 조직을 조금 떼어내 연구를 할 수 있지만, 뇌는 약간의 손상도 큰 문제를 불러올 수 있어요. 그래서 아예 조직검사가 불가능하지요. 이 때문에 쥐의 뇌로 실험을 대신한답니다. 하지만 사람의 뇌와 차이가 있어서 연구가 완벽하진 않아요. 제현수 교수가 만든 중뇌 오가노이드는 더 정확한 실험이 가능하도록 해 줄 거예요. 교수님과 함께 파킨슨병을 정복하는 그날까지 제 활약을 기대해 주세요!

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2016년 16호 어린이과학동아 정보

  • 정한길 기자
  • 기타

    [만화] 박동현

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