안녕하세요, 여러분. 오늘은 제네바 대학교(University of Geneva, UNIGE)에서 개발한 흥미로운 연구 성과를 소개합니다. 이 연구는 빛을 이용해 약물이 활성화되는 시간과 장소를 정확하게 조절할 수 있는 도구를 개발했습니다. 덕분에 약물은 정확히 필요한 위치에서만 작용하여 부작용을 최소화할 수 있습니다.

약물의 효과를 극대화하는 방법론적 도전

효과적인 치료를 위해서는 약물이 올바른 장소와 시간에 작용해야 합니다. 하지만 이는 여전히 어려운 문제로 남아있습니다. 이번에 UNIGE의 생물학자와 화학자들이 공동으로 개발한 시스템은, 빛의 짧은 펄스로 단 몇 초 동안 분자를 활성화시키는 방법을 개발했습니다. 이 방법은 세포 분열에 필수적인 단백질을 기반으로 테스트되었으며, 다른 분자에도 적용될 수 있는 가능성이 큽니다. 특히 피부암 등의 기존 치료를 개선할 수 있을 것으로 보입니다. 최근 이 연구 결과는 Nature Communications에 게재되었습니다.

전신적인 약물 효과의 도전과제

약물이 체내에 들어가면 특정 기관에만 작용하는 것이 아니라 전신에 영향을 미칩니다. 이런 정확성 부족은 두 가지 주요 위험을 초래할 수 있습니다. 첫째, 약물이 목표 지점에 효과적으로 도달하지 못해 의도한 효과를 줄일 수도 있습니다. 둘째, 심각한 부작용을 야기할 수도 있습니다. 예를 들어 스위스에서는 매년 수천 명이 약물 관련 부작용으로 고통받고 있습니다.

빛으로 제어하는 혁신적 접근 방식

기본 아이디어는 목표지점에서 약물을 정확하게 활성화하는 것입니다. 하지만 이 개념을 현실로 구현하는 것은 상당히 복잡합니다. 이 방법이 성공한다면, 과학자들은 신체의 특정 부위에서 단백질을 활성화하거나 비활성화할 수 있게 되어, 그 기능을 더 잘 이해하고 맞춤 치료를 개선할 수 있게 됩니다.

생물학적 잠금 해제

UNIGE의 모니카 고타 교수와 니콜라스 빈싱어 교수는 화학과 생물학 분야의 전문 지식을 결합해 Plk1 억제 분자를 수정하여 빛의 펄스로 활성화할 수 있도록 만들었습니다. 연구의 주 저자인 빅토리아 폰 글라세나프는 “복잡한 과정 끝에 우리는 천연 식물에 존재하는 쿠마린 유도체를 사용해 억제제의 활성 부위를 차단하였고, 이 쿠마린은 간단한 빛의 펄스로 제거할 수 있습니다”라고 설명합니다.

무궁무진한 응용 가능성

UNIGE 과학자들이 개발한 시스템은 빛을 사용해 생물체 내 분자의 활동을 공간적, 시간적으로 제어할 수 있습니다. 향후에는 간단한 레이저로 원하는 위치에서 정확하게 치료를 활성화하여 주변 건강한 조직에 부작용을 줄일 수 있을 것입니다. 모니카 고타 교수는 “우리의 도구가 널리 사용됨으로써 생명체가 어떻게 기능하는지를 더 잘 이해하고, 장기적으로는 위치 특정 치료의 개발로 이어지길 바랍니다”라고 기대감을 전했습니다.

참고 문헌: “빛을 이용한 Plk1 억제제의 스패시오-템포럴 제어” (2025년 2월 19일, 빅토리아 폰 글라세나프 외, Nature Communications)

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