뇌 회로 편집→기억력↑ 外 [과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 기초과학연구원(IBS, 원장대행 김영덕) 기억 및 교세포 연구단과 한국뇌연구원(KBRI) 공동연구팀이 별세포(Astrocyte)를 이용해 원하는 시냅스를 정밀 제거해 뇌 회로를 재구성하는 ‘신트로고(SynTrogo)’ 기술을 개발했다.

가지치기로 남은 가지들이 튼튼하게 자라듯 남은 시냅스의 구조와 기능이 강화돼 학습과 기억 능력이 향상됐다. 이번 연구는 시냅스 제거로 뇌 회로의 구조와 기능 자체를 변화시킨 첫 사례이다. 자폐·조현병 등 퇴행성 뇌 질환 치료에 새로운 패러다임이 열릴 것으로 기대된다.

자폐·조현병 등 퇴행성 뇌 질환 치료에 새로운 패러다임 제시

우리 뇌는 수조 개의 시냅스가 복잡하게 연결된 회로, ‘커넥톰(Connectome)’으로 이뤄져 있다. 이는 기억, 감정, 판단 등 인지 과정의 토대가 된다.

연구팀은 면역세포가 상대 세포의 일부분만 마치 뜯어 먹듯 떼어내 제거하는 ‘트로고사이토시스(Trogocytosis)’ 현상에 착안했다. 인위적으로 유도하는 합성 단백질을 제작했다.

별세포가 표적 시냅스 부위를 효과적으로 포획하고 제거하는 데 성공했다. 별 세포가 신경세포 전체를 손상하지 않고 목표한 시냅스만을 떼어먹어 뇌 회로를 편집하도록 만드는 ‘신트로고’ 기술을 개발했다. 신트로고 기술을 생쥐의 해마 신경회로에 적용하자 시냅스 밀도가 약 27% 감소했다.

일반적으로 시냅스가 줄면 뇌 기능도 저하된다고 생각하기 쉽지만, 흥미롭게도 살아남은 시냅스들의 크기가 커지고 기능이 대폭 강화되는 등 ‘양적 감소’가 ‘질적 향상’으로 이어졌다.

공동 교신저자 KBRI 이계주 책임연구원은 “시냅스가 감소한 상황에서도 뇌 회로가 스스로 적응하고 기능을 강화하는 근본 원리를 규명했다”며 “다양한 뇌 질환 모델에서 인지 기능 회복을 위한 중요한 단서를 제공할 것”이라고 말했다.

빛 자유 조절로 데이터 처리 혁신

한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형) 전기및전자공학부 김상식 교수 연구팀이 한양대(총장 이기정) 물리학과 윤재웅 교수 연구팀과 공동연구를 통해 빛의 간섭 현상(두 빛이 만나 서로 영향을 주는 현상)을 활용해 광신호를 자유롭게 제어할 수 있는 새로운 구조의 소자인 광집적 공진기를 개발했다.

이 기술을 적용한 결과 연구팀은 빛의 색(파장) 특성을 보다 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 특성을 확보했다. 이를 바탕으로 비선형(빛의 색을 바꾸는) 주파수 변환 연구의 새로운 가능성을 제시했다.

이 기술을 활용하면 여러 데이터를 더 빠르고, 더 정확하게 처리할 수 있다. 앞으로 초고속 데이터센터와 AI 가속기, 양자통신 시스템의 성능 향상의 밑거름이 될 것으로 기대된다.

성능·안전 전고체 배터리 핵심 소재 개발

한국생산기술연구원(원장 이상목)이 전고체 배터리용 황화물계 고체전해질의 성능과 안정성을 높인 소재를 개발했다. 생기원 저탄소에너지그룹 김태효 수석연구원 연구팀은 황화물계 고체전해질 소재에 세 가지 원소를 조합해 리튬이온 이동성을 높이고 공기 중 수분 노출 시 발생하는 유독성 황화수소(H₂S)를 줄이는 데 성공했다.

실험 결과 개발된 소재의 이온전도도는 1.158 밀리지멘스퍼 센티미터(mS/cm)로 기존보다 약 77배 높아졌다. 배터리 내부 합선 직전까지 버티는 한계 전류 값이 기존 대비 86% 높아졌다. 리튬 금속과 맞닿은 상태에서 2000시간 이상 안정적으로 작동하는 것이 확인됐다.

땀으로 건강 읽는 웨어러블 반도체 섬유 개발

대구경북과학기술원(DGIST, 총장 이건우) 로봇및기계전자공학과 김봉훈 교수 연구팀이 외부 구동 장치 없이도 땀을 자동으로 수집하고 다양한 생체 신호를 동시에 분석할 수 있는 반도체 섬유 기반의 웨어러블 땀 센서를 개발했다.

김봉훈 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 2차원 나노 소재인 이황화 몰리브덴(MoS2)과 고분자 소재(PLA)를 결합한 특수 복합 섬유를 개발했다. 별도의 펌프나 전력 없이도 땀을 자연스럽게 흡수하고 센서로 전달한다. 섬유 자체의 단열 효과로 피부와 센서 사이의 열 손실을 막아 미량의 땀도 마르지 않게 유지하며 분석할 수 있다.

구혁채 1차관, 청년 연구자들과 R&D 현장규제 합리화 방안 논의

구혁채 과학기술정보통신부 제1차관은 현장 중심 정책 실현을 위한 ‘Project 공감118’의 열네 번째 행보로서 15일 중앙대를 찾아 연구개발(R&D) 현장규제 합리화를 위한 연구자 간담회를 개최했다.

구 차관은 연구몰입을 방해하는 불합리한 R&D 규제에 관해 현장의 생생한 목소리를 청취하기 위해 이번 간담회를 주재했다. 이날 간담회는 ‘연구자가 느끼는 R&D 현장규제’에 대한 발제를 시작으로 △행정 서식 △연구비 사용·정산 △연구비 지급 △소프트웨어 구독 등 연구 수행 과정에 존재하는 다양한 걸림돌에 대해 논의가 이뤄졌다.

HER2 음성 전이성 유방암, 먹는 약으로 치료

HER2 음성 전이성 유방암은 진행성 암으로 치료가 까다로운 편이다. 이러한 상황 속에서 환자들은 한 달에 세 번 거의 매주 병원을 찾아 정맥주사 항암제를 맞아야 해 낮은 삶의 질을 호소한다.

최근 국내 연구팀이 병원을 방문하지 않고 집에서 간편하게 먹을 수 있는 경구용 항암제도 주사제와 동등한 효과를 보인다는 임상 3상 결과를 발표했다.

서울아산병원 종양내과 김성배·정혜현 교수팀은 HER2 음성 재발성과 전이성 유방암 환자를 대상으로 다국적 임상시험 3상을 진행했다. 그 결과 경구용 파클리탁셀(DHP107)이 기존에 매주 투여하는 정맥주사 제형과 비교했을 때 무진행, 전체 생존기간 등 암 수명을 연장하는 효능 면에서 비슷한 효과를 보인다는 사실을 입증했다.

건설연, 땅꺼짐·도시침수·대형화재·건설사고 4대 위험 대응 전략 제시

한국건설기술연구원(원장 박선규)은 국민적 불안을 불러일으키는 대규모 재난과 건설재해의 피해 규모를 줄이기 위한 기술적‧정책적 해결방안을 담은 ‘KICT 정책제안 보고서’를 발간했다.

건설연은 지난해 6월부터 ‘재난‧건설재해 안전 프로젝트팀(KICT 재난‧건설재해 안전 PT, PT)’을 운영해 왔다. PT는 △땅꺼짐 △도시침수 △대형화재 △건설사고를 대표적 이슈 분야로 선정한 바 있다.

홍릉강소특구 2.0 본격 가동>

한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 15일 서울 동대문구 서울바이오허브 BT-IT융합센터에서 홍릉강소특구사업단(단장 임환) 주최로 특구기업과 예비창업자 50여 명을 대상으로 ‘홍릉강소특구 2단계 사업설명회(홍릉 2.0 kick-off)’를 개최했다.

2026년은 홍릉강소특구 2단계 사업이 본격 착수되는 원년이다. 기존 1단계 성과를 기반으로 사업 구조를 통합·고도화하는 전환점이다. 이번 행사는 새로운 사업 거점인 BT-IT융합센터에서 기업 참여형 행사를 개최함으로써 2단계 사업의 성과를 조기 도모하기 위해 마련됐다.

식품연, 항산화 단백질 ‘Gpxl’의 노화된 장 줄기세포 내 역할 밝혀

한국식품연구원(원장 백현동, 이하 식품연)은 노화와 스트레스로부터 장 건강을 유지할 수 있도록 도움을 주는 Gpxl(Glutathione peroxidase-like, 포유류의 GPX4)의 핵심 역할을 규명했다.

연구팀은 장의 재생과 복구를 담당하는 장 줄기세포에서 Gpxl 단백질에 의한 장 항상성 변화를 확인했다. 줄기세포는 조직의 재생과 복구에 필요한데 노화나 스트레스 환경에서 비정상적으로 증가해 장 기능을 오히려 망가뜨릴 수 있다. 이번 연구는 장 노화가 왜 시작되는지를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다.

중앙과학관, ‘사이언스 데이’ 개최

국립중앙과학관(관장 권석민)은 오는 17일부터 19일까지 국립중앙과학관 일원에서 ‘사이언스데이(부제: 에코 히어로 프로젝트, 지구를 지켜라!)’를 개최한다.

올해로 55회를 맞는 이번 사이언스데이는 기후위기와 인공지능(AI)을 주제로 참가자가 과학기술을 통해 사회문제를 해결하는 ‘에코 히어로’로 성장하는 경험을 제공하는 참여형 과학축제로 운영된다.

철도연, 제12기 블로그 기자단 발대식

한국철도기술연구원(원장 사공명)은 14일 철도연 의왕 본원에서 제12기 블로그 기자단 발대식을 진행했다. 철도연 블로그 기자단은 철도과학 대중화와 연구성과 확산, 대국민 소통 확대를 위해 2014년부터 꾸준히 운영해오고 있다. 올해로 제12기를 맞은 기자단에는 학생과 일반 시민 등 철도에 관심과 열정을 가진 총 25명이 선발됐다.

‘2026 생명과학 탐사캠프’

국립광주과학관(관장 이정구)은 지난 10일부터 11일까지 정읍교육지원청 영재교육원 청소년들을 대상으로 운영한 ‘2026 국립광주과학관 생명과학 탐사캠프’를 성공적으로 마쳤다.

이번 캠프는 생명과학과 천문학을 아우르는 융합형 교육 프로그램으로 구성되어 참가 학생들의 큰 호응을 얻었다.

제14회 국가전략기술 특별위원회

과학기술정보통신부(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 배경훈)는 15일 박인규 과학기술혁신본부장 주재로 제14회 ‘국가전략기술 특별위원회’를 개최했다. 이날 전략기술 특위에서는 ‘국가전략기술 체계 고도화 방향(안)’과 ‘국가전략기술 선도 NEXT 프로젝트 추진 방향(안)’ 등이 검토·심의됐다.