IQ처럼 숫자로 치매 조기 진단한다··난치병까지 해결

[과학계 프론티어]이영희 IBS 단장(성균관대 교수)

단백질 섬유화 과정 수치화로 새로운 진단법 제시

[이데일리 강민구 기자] 혈압기 속 혈압 수치를 확인하며 건강을 관리하는 것처럼 치매기기로 치매를 미리 파악해 치료 효과를 높일 수 있을까. 현대사회에서 치매는 대표적인 노인성 질환이다. 그동안 과학기술 발전이 이뤄졌지만 치매 치료는 물론 진단을 받기도 어려웠다.

이영희 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단장 연구팀은 치매 원인 단백질의 진행상태를 IQ나 EQ처럼 DQ(치매지수)로 이해하도록 개발했다. 단백질 섬유화 과정을 물리적으로 이해하고, 단계를 규격화해 새로운 진단법을 제시한 것이다.

이영희 단장 연구팀은 그동안 나노구조 연구를 수행하며 상온 상자성 반도체를 구현하고, 차세대 태양전지 효율을 높인 기술을 선보였다. 최근에는 인류의 숙원인 치매를 조기 진단할 기술도 개발하며 융합연구 분야에서 주목을 받고 있다.

이영희 기초과학연구원 나노구조물리연구단장(성균관대 물리학과 교수).(사진=성균관대)

뇌에서 대사활동이 이뤄지면서 치매 원인 단백질인 베타아밀로이드 단백질이 발생한다. 이 단백질이 제대로 배출되지 않으면 뇌신경 세포에 쌓여 치매가 발생할 수 있다. 연구팀은 테라헤르츠 근접장 분광 기법을 사용해 단백질의 전하 분포를 측정했고, 단백질 섬유화가 진행될수록 전하가 생체 시료 내에서 덜 움직이는 것을 확인했다. 이후 실험에서 얻은 전하 분포 수치를 섬유화 정도로 변환해 ‘치매지수(Dementia Quotient, DQ)’라고 이름을 붙였다.

치매 지수는 독성을 띠지 않는 상태를 0으로, 독성을 띠는 상태를 1로 구분한다. 섬유화 진행상태는 연속적인 수치로 나타낸다. 치매를 물리적으로 정량화한 최초의 지표로, 뇌척수액뿐 아니라 혈액 등 다른 체액에서 배출된 베타아밀로이드의 섬유화 상태를 진단할 수 있을 것으로 기대를 모은다.

이영희 단장은 “물리, 화학, 생물, 전자공학 등 학제 간 새로운 기초과학원리를 이해하고, 혁신 기술로 우리나라 미래 먹을거리를 찾을 계획”이라면서 “인류의 오랜 숙원인 치매 조기 진단뿐 아니라 상온 상자성 반도체 구현, 차세대태양전지효율 달성 등을 통해 초절전 전자소자, 양자 컴퓨터, 그린에너지 저장에도 기여하겠다”고 포부를 밝혔다.