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유전자 기술로 쥐에게 색 감지 능력 부여 - 인간의 뇌 손상 복구 기대 (Eng)


연구가들은 유전자 조작을 통해서 쥐에게 색을 볼 수 있게 했습니다. 이번 연구는 머지않아 뇌 손상을 입은 사람들에게 도움을 줄 것으로 기대됩니다. 좀 더 자세히 알아봅니다.

동물학자들은 인간과 원숭이와 같은 영장류는 동물들 사이에서는 유일하게 세상을 각종 색으로 볼 수 있다고 말합니다. 영장류의 눈은 3개의 빛 감지기를 갖추고있습니다. 이들 감지기는 빛을 3가지 파장으로 흡수하는데 단파는 파란색을, 중파는 초록색, 장파는 붉은색을 감지합니다.

이에 반해, 쥐와 다른 포유동물은 파란색과 초록색을 감지하는 빛 감지기 2개만 가지고 있습니다. 미국 메릴랜드 주 소재 존스 홉킨스 대학교와 미 서부 산타바바라 캘리포니아 대학교의 연구가들은 유전자 조작을 통해 쥐가 영장류 처럼 색을 볼 수 있게 하는게 가능한지 알아봤습니다.

연구가들은 쥐가 인간의 붉은 빛 감지기를 갖추도록 사육했습니다. 이번 연구를 주도한 존스 홉킨스 대학교의 제러미 네이선스 (Jeremy Nathans) 분자 생물학. 유전학 교수는 결과는 엄청났다고 말했습니다. 네이선스 교수는 실험 쥐들의 뇌는 이같은 ‘간단한 유전자 조작’으로 즉각 적응했고 온 세상을 색으로 보기 시작했다고 말했습니다.

네이선스 교수는 “실험 쥐는 눈에 새로운 빛 감지기가 들어선 즉시 색을 볼 수 있었다”고 말했습니다.

그렇다면 실험 쥐의 시력은 어떻게 검사하는 것일까. 네이선스 교수는 실험 쥐들이 색 검사법을 터득할 때까지 무려 수천 시간동안 훈련을 받았다고 말했습니다. 쥐들은 결국 검사법을 터득했고 유전자 조작 쥐의 검사법 이행능력은 일반 쥐에 비교됐습니다. 네이선스 교수는 실험에서 일반 쥐는 시력 감지기로 볼 수 인지할 수 있는 푸른색과 초록색에만 전념했다고 말했습니다. 그러나 유전자 조작 쥐는 새로운 광수용기로 감지한 색을 따라 다른 길로 갔습니다.

네이선스 교수는 “유전자 조작 쥐는 작은 판 쪽으로 가서 코를 세웠다”고 말했습니다. “쥐가 밝게 비춰진 정답의 판으로 가면 판 위에 연결돼있는 관에서 두유 한방울이 나온다”고 네이선스 교수는 말했습니다.

네이선스 교수와 동료 연구가들은 쥐의 뇌가 새로운 빛 감지기에 빨리 적응한 점으로 보아 자신들의 연구가 머지않아 뇌 손상을 겪고 있는 사람들에게 도움이 줄 것으로 낙관하고 있습니다.

네이선스 교수는 “이번 연구는 뇌가 새로운 기술을 터득하고 고유의 연결조직을 바꾸고 손상된 기능을 복구할 수 있는 방법이 있다는 점을 시사한다”고 말했습니다.

이번 연구내용은 과학전문지 ‘사이언스’에 실렸습니다.

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With a bit of genetic manipulation, researchers have made it possible for mice to see in color, a development that scientists say may some day help people who have suffered brain injuries. VOA's Jessica Berman reports.

Zoologists say primates, such as humans and apes, are unique in the animal kingdom in that they see the world in a full range of colors. They possess three visual light sensors in their eyes that absorb light in three wavelengths -- short waves, which detect shades of blue, medium waves for green colors and long waves for red colors. In contrast, mice and other mammals have only two light sensors, one that absorbs blue light and another that absorbs green light.

Researchers at Johns Hopkins University in Maryland and the University of California in Santa Barbara wanted to see whether they could genetically engineer mice to see color the way primates do.

They bred mice to contain a human sensor for red light, and the results were dramatic, according to Jeremy Nathans of Johns Hopkins, who is one of the study's lead investigators. Nathans says the rodents' brains adapted immediately to this "simple genetic event," as he calls it, and the mice began to see the world in full color.

/// NATHANS /// "This was instantaneous. That is, as soon as the new light sensor was present in the animal, that animal could take advantage of it."

Nathans says there was no long period of evolution as might be expected when an animal acquires a new trait.

So how does one test the vision of a mouse? Nathans says laboratory mice were trained for thousands of hours to figure out a color test. Eventually, he says they learned how to do the test, and the genetically engineered mice were compared to normal mice in their ability to perform the test.

In the experiment, Nathans says the normal mice confined themselves to colors perceived by their blue and green vision sensors. But a mouse that was genetically altered took a different path toward colors it perceived with the new photoreceptor.

/// NATHANS /// "It walked over to the one that's different and it puts its nose up there. And if it's correct, then right above the little panel, the illuminated panel, we have a tube and, from that tube, a droplet of soy milk will come out."

Because the brains of the mice accepted the new light sensor so quickly, Nathans and colleagues are optimistic their work may some day benefit people who have suffered some form of brain injury.

/// NATHANS /// "It would suggest there are ways for the brain to learn new skills, to change its intrinsic wiring, to recover function."

An article describing the work is published in the journal Science.

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