Joshua Chu-Tan: The science of preserving sight | TED

Transcriber:

번역: Alex Chang 검토: DK Kim

Now to start off today, I want everyone in here to close their eyes

시작하기 전에, 모두 눈을 감으시고

and think about the first thing you saw this morning when you opened your eyes.

아침에 눈뜨자마자 뭘 봤는지 생각해 보세요.

You know, was it that stain on your ceiling

청소를 계속 미뤘던 천장의 얼룩인가요?

that you keep putting off cleaning?

Was it your partner’s face or your child jumping on top of you?

배우자의 얼굴이나 여러분을 귀찮게 하는 자녀인가요?

Or was it the morning rays of the sun just creeping in through the blinds,

블라인드 사이로 비치는 아침 햇살에

that mixture of pink, orange and yellow that signifies the start of a new day.

분홍, 주황, 노랑 빛이 섞여서 새 하루의 시작을 알려주었나요?

Keep your eyes shut just for a moment longer.

조금 더 눈 감고 생각하세요.

And imagine waking up now, but instead of those beautiful images,

깨어났는데 보이는 것이 그런 아름다운 것들이 아니라

all you could see is what you're seeing right now.

바로 지금 눈앞에 있는 거라고 상상해 보세요.

Darkness.

어둠이요.

Those thoughts, those images of the first thing you saw this morning

아까 떠올렸던 일상적 아침 풍경이

being exactly what it is now,

어둠으로 변하고

그저 기억으로,

just a memory,

an image conjured by your brain from your past.

뇌가 과거에서 꺼내 온 상상이 된 거죠.

Now open your eyes.

이제 눈을 뜨세요.

When I asked people what the one sense that they couldn't live without is

사람들에게 없이는 살 수 없는 감각이 뭐인지 물으면

most people immediately say, their sight.

대부분이 망설임 없이 시각이라고 대답합니다.

And you can understand why that is.

왜인지 이해가 됩니다.

I mean, our vision and what we see

우리의 시각, 우리가 보는 것은

play such an integral role in how we perceive the world around us.

세상을 인식하는 데 필수적입니다.

Just look at how much we spend on buildings,

우리는 얼마나 많은 시간을

on parks, on architecture, on things just to please our visual sense.

빌딩, 공원, 건축물 등의 아름다운 것들을 보는 데 쓰나요.

But what if we can't see?

하지만 앞을 볼 수 없게 된다면요?

What if we lose this gift?

시각이란 선물을 잃는다면요?

What if slowly but surely,

느리지만 분명하게 시야가 이렇게 되어간다면요?

your visual field looks something like this?

Well, this is exactly what happens

이것이 바로

in age-related macular degeneration, or AMD.

노년성 황반변성, AMD의 증상입니다.

This disease is the leading cause of blindness in the developed world.

선진국에서 가장 큰 실명 원인입니다.

This disease affects one in seven New Zealanders over the age of 50,

이 질병은 50세 넘은 뉴질랜드인 7명 중 1명에게 나타나는데

and yet the most common form of this disease has no cure.

가장 흔한 이 질병에는 아직 치료법이 없습니다.

AMD is a serious problem.

AMD는 심각한 문제입니다.

But we think we have something that may just be the solution

그러나 저희에게 해결책이 있을 수도 있습니다.

마이크로 RNA라는 작은 분자들인데

because of tiny molecules called microRNA

that are incredibly powerful gene regulators.

아주 강력한 유전자 조절체이죠.

하지만 먼저 우리가 실제로 어떻게 보는지 알아보죠.

But first, let's talk a little bit about how we actually see.

Now that is just a stunning structure, isn't it?

아주 멋진 구조이죠?

I could stare at it forever,

아무리 봐도 안 질려요.

which is ironic because that's what allows me to do so.

사실 이 구조 덕에 볼 수 있으니 역설적이죠.

This is a retina.

이게 바로 망막입니다.

This is the thing that allows us to absorb light bouncing off of objects.

물체에 반사된 빛을 받아들이는 기관입니다.

This is the thing that allows us to define shapes, define edges.

물체의 형상과 윤곽을 알아보게 합니다.

This is what allows us to see.

우리가 앞을 볼 수 있게 해주는 기관이죠.

It lines the back of the eye and is multilayered,

망막은 안구 뒤쪽에 붙어 있고 다층 구조입니다.

with each layer containing cells with its own respective role.

층마다 다른 역할을 하는 세포들이 있습니다.

Now the cell type I want you to know about today are photoreceptors.

오늘 제가 말씀드릴 것은 ‘광수용 세포’입니다.

And if you break down the word and figure out what they mean,

한 글자씩 나눠서 무슨 뜻인지 보면

photo, meaning light, and receptors, or something that receives.

광은 빛이라는 뜻이고 수용은 받아들인다는 거죠.

So they receive the light.

즉, 빛을 받아들이는 세포라는 겁니다.

So when the light comes into our eye,

눈에 빛이 들어오면

it's received by these cells

이 광수용 세포가 빛을 받아들이고 여러 과정을 거쳐서

and through a series of processes

begins to convert it into an electrical signal

전기 신호로 변환합니다.

that has been sent to the brain.

그리고 신호를 뇌로 보내죠.

Eventually, this will form an image.

결과적으로 이것이 영상을 만듭니다.

This is the first step to our vision,

이게 시각 처리의 첫 과정으로

to everything we see, to you looking at me right now.

우리가 보는 모든 것, 지금 저를 보는 여러분에게도 적용됩니다.

Now there's a specialized region within the retina known as the macula.

망막 안에는 황반이라는 게 있습니다.

It's approximately 5 millimeters in diameter

지름이 약 5밀리미터인데

and houses another even more specialized region known as the fovea.

더 특수한 부위인 중심와를 감싸고 있죠.

Now when the light comes into our eye,

빛이 눈에 들어오면

it's concentrated to focus on this region of the retina.

망막의 이 부위에 모여 초점이 맞춰집니다.

It's responsible for pretty much all of our useful day to day vision,

우리 일상에서 유용한 거의 모든 시각을 담당합니다.

from our color perception

이렇게 해서 색깔도 인식하고 세부적인 것, 중심 시각도 봅니다.

to our high visual detail, to our central vision.

All of this mediated by this tiny region.

이 모든 게 이 작은 부분에서 일어납니다.

This is also the region where your photoreceptors begin to die

또한 이 부위는

AMD 환자들 눈에서 광수용체들이 죽기 시작하는 곳입니다.

if you have AMD.

In fact, a 1.5-millimeter lesion in this area,

사실 이 부위에 1.5밀리미터 정도,

which is approximately the thickness of a credit card,

즉, 신용카드 두께 정도의 변성이 생기면,

will render you legally blind.

법적 실명으로 분류될 겁니다.

Unfortunately, AMD is an incredibly complex disease,

불행히도 AMD는 몹시 복잡한 질병입니다.

and what this means is if you try and block a single thing

한 가지 요소를 차단하여 병을 막으려 하면

leading to the disease,

it's very likely that something else would just come and take its place.

다른 무언가가 그 자리를 채울 가능성이 높다는 얘기죠.

Whether that be well establish causes, such as inflammation or oxidative stress,

그것이 흔한 염증이나 산화 스트레스든

or things we just don't even know about yet.

아직 알려지지 않은 원인이든 말입니다.

It's the same issue that faces researchers looking into treatments

알츠하이머나 파킨슨병 등 각종 신경변성성 질환의

for all kinds of neurodegenerative diseases,

치료법을 연구하는 사람들이 마주하는 문제와 비슷합니다.

such as Alzheimer's or Parkinson's.

But what if we could find one therapy that could treat multiple causes?

그런데 한 가지 방법이 여러 원인을 치료할 수 있다면 어떨까요?

You know, what if we could get to the root of the disease?

질병을 아예 뿌리부터 뽑아버릴 방법이 있다면요?

Well, maybe we can, but to get there,

가능할 수도 있지만 그렇게 하려면

we need to understand just a little bit about genetics.

유전학에 대해 조금 알아봐야 합니다.

Now some of you may be familiar with the famous Watson, Crick and Wilkins,

여러분은 왓슨, 크릭, 윌킨스 같은 과학자들 이름을 아실 겁니다.

who in many ways were the pioneers of DNA as we know it.

우리가 아는 DNA 연구에서 여러 면으로 선구자들이었죠.

I'm sure a lot of you will also be familiar

그리고 많은 분들이

스필버그 감독의 대단한 영화인 ‘쥬라기 공원’도 아시겠죠.

with Steven Spielberg's epic movie "Jurassic Park."

Remember that scene

영화에선 공룡의 피를 빤 채 보존된 모기를 가져다가

where they have a preserved mosquito with dinosaur’s blood in it,

and they use that to create new dinosaurs

새로 공룡을 만들어냈고

가장 멋지면서도 위험천만한 테마 공원을 세웠었죠.

and probably the coolest yet most dangerous theme park of all time.

Well, a lot of you probably scoffed at that idea,

말도 안 되는 생각이라며 비웃으셨겠지만

but in some ways, genetically speaking, it's actually true.

유전학적으로는 어쩌면 가능한 이야기입니다.

As Francis Crick said, DNA makes RNA,

프랜시스 크릭이 말했듯이, DNA가 RNA를 만들고,

RNA makes protein, and protein makes us.

RNA는 단백질을, 단백질은 우리를 만듭니다.

This is the central dogma of genetics.

이것이 유전학의 기본 원리입니다.

You can think of DNA as the code,

DNA를 코드 같은 거라고 생각하면 쉽습니다.

coding for just about everything about us,

우리를 구성하는 모든 걸 담은 코드요.

so it makes us human and not a monkey, a rat or a dog.

그래서 원숭이, 쥐, 개가 아닌 인간이 되는 거죠.

So it makes us unique individuals.

각각 고유한 개인이 되는 겁니다.

It's what makes us who we are,

이 덕에 지금 우리가 있지만, 이건 그저 코드입니다.

but it is just the code.

So without the other components of this central dogma,

기본 원리의 다른 요소들이 없으면

it's just going to sit there like a book waiting to be read.

아무 것도 못 하고 해독되길 기다릴 뿐이죠.

Knowledge from this book just waiting to be implemented.

책에 어떤 지식이 담겼든 안 읽으면 무용인 것처럼요.

Now your RNA are your messengers responsible for bringing some of that code

이제 코드의 일부분을 전달하는 RNA가 코드를 세포에 전달합니다.

and telling our cells,

OK, this is what needs to be produced right now.

“이제 이걸 만들어 내자.”

Then the protein that's made is your functional component,

그렇게 만들어진 단백질이 몸의 기관, 일꾼이 됩니다.

or your workers, if you will.

You can actually think of this central dogma

이 기본 원리가 뭐랑 비슷하다고 할 수 있냐면

조립식 가구 판매업체인 스웨덴 IKEA와 비슷합니다.

as Swedish flatpack furniture giant IKEA.

Think of the IKEA warehouse as your DNA,

IKEA 매장을 DNA라고 합시다.

containing all of the code,

모든 코드가 담겨 있죠.

all the instructions for how these pieces of furniture will be made,

가구를 어떻게 조립하라는 설명서가 있지만,

but nothing is actually assembled yet.

실제로 조립되어 있진 않은 겁니다.

You choose what you need and you come out of the warehouse

필요한 걸 골라서 설명서를 들고 매장을 나옵니다.

with a set of instructions for your furniture.

이 설명서가 바로 RNA인 겁니다.

The set of instructions is your RNA, copies and copies of these instructions,

이 설명서들이 매장을 나와서

leaving the warehouse, telling us exactly how we assemble these pieces of furniture.

정확하게 어떻게 조립할지 알려주죠.

Then the fully functional furniture, whether it be your wardrobe or a couch,

옷장이든, 소파든, 조립한 가구의 완성품이

that's your protein, all assembled, ready to do what they need to do.

몸속 단백질로서 제 역할을 할 수 있어요.

DNA makes RNA, RNA makes protein, and protein makes us.

DNA가 RNA를 만들고,

RNA는 단백질을, 단백질은 우리를 만듭니다.

Now when we talk about a standard gene therapy,

우리가 표준 유전자 치료를 한다고 하면

you're often looking at a single target.

대개 유전자 하나만 다룹니다.

So gene therapies are fantastic

그러니 유전자 치료는

for diseases that can be attributed to a single gene mutation

유전자 하나의 변이가 일으킨 병 치료에는 훌륭합니다.

or single root cause.

그러나 AMD 같은 질병은 원인이 여러 개일 수 있고

But for a disease like AMD,

where there's multiple possible causes,

it's just not as useful at this point in time.

유전자 치료로는 그닥 효과를 보지 못합니다.

But there's another type of RNA called microRNA.

그런데 마이크로 RNA라는 다른 형태의 RNA가 있는데

And instead of coding for the creation of protein,

이것은 단백질을 만드는 대신

these microRNA can actually control which RNA are being read.

어떤 RNA가 해독될지를 조정할 수 있습니다.

They are incredibly powerful molecules,

이것은 아주 강력한 분자로서

with a single microRNA having the ability

마이크로 RNA 하나가 최대 200개까지 조정하거든요.

to control up to 200 different targets

in what is known as negative regulation.

음성 조절 방식으로요.

What this means is that when it binds to an RNA,

무슨 말이냐면, RNA에 마이크로 RNA가 붙으면

it stops it from being read and the protein from being produced.

RNA 해독도 안 되고 단백질 형성도 안 됩니다.

So let's go back to IKEA.

IKEA 이야기로 돌아갑시다.

Imagine microRNA as an officer roaming the car park of IKEA,

마이크로 RNA를 경찰관으로 생각해 보세요.

IKEA 주차장을 돌아다니면서

checking everything that's coming out of the warehouse

매장에서 나오는 것들을 전부 검사하면서

for a particular type of furniture.

어느 한 종류의 가구를 찾습니다.

Now notice I say type.

여기서 종류라고 했습니다.

This is what I mean by a pathway.

제가 경로라고 한 게 바로 이것입니다.

So let's say we're suffering from a coffee table epidemic

그럼 우리가 커피 탁자 전염병에 시달린다고 해보죠.

where people are just cluttering their living rooms

사람들이 거실을 어마어마한 수의 커피 탁자로

별 이유 없이 채우고 채우고 또 채우는 겁니다.

with coffee tables upon coffee tables upon coffee tables for no apparent reason.

Now IKEA will sell hundreds of different kinds of coffee tables,

IKEA는 수백 가지의 다양한 커피 탁자를 판매하지만

but they're all still coffee tables serving the same general function.

결국은 다 같은 커피 탁자고 같은 기능을 하죠.

A microRNA officer will recognize this

마이크로 RNA 경찰관은 이것을 인식하고

and specifically get rid of all coffee table instructions.

모든 커피 탁자 설명서를 콕 집어서 없앨 거예요.

Doesn't matter the shape, the size or the color.

모양, 크기, 색깔 상관없이

If it’s a coffee table, the instructions will no longer be read,

커피 탁자라면, 더 이상 설명서를 읽지 않고

and it will no longer be assembled.

더 이상 조립을 하지 않는다는 거죠.

This is how microRNA work.

이것이 마이크로 RNA의 기능입니다.

They can regulate multiple genes from the same pathway,

같은 경로의 유전자 여러 개를 조정할 수 있고

and this is why they are so powerful

무척 효과적입니다.

because we now have the ability to control an entire pathway

왜냐하면 이제 우리는

유전자 하나가 아니라 경로 전체를 조정할 수 있거든요.

rather than a single gene on it.

MicroRNA have only really been discovered since the turn of the century,

마이크로 RNA는 21세기로 넘어오면서 본격적으로 연구되었지만,

and yet there are already multiple microRNA-based therapeutics

이미 마이크로 RNA를 토대로 하는 여러 치료법과

and clinical trials for complex diseases such as cancer.

암과 같은 복잡한 질병의 임상 시험이 진행되고 있습니다.

This shows their potential.

이것으로 그 잠재력을 볼 수 있죠.

This shows their rapidness in going from the lab bench

실험실에서 진료실로 신속히 발전한 것을 볼 수 있습니다.

to the clinical bedside.

So let's recap.

그럼 요약 정리해 봅시다.

We have an incredibly complex disease known as age-related macular degeneration,

노화와 관련된 황반변성, 또는 AMD라고 부르는

or AMD.

A disease that affects the central vision

중심 시력에 영향을 미치고

with the most common form having no known cure or treatment.

가장 일반적인 형태에서 알려진 치료법이 없는 질병입니다.

We have DNA, code that makes us us.

우리를 우리로 만드는 부호, DNA가 있습니다.

We have RNA messengers for the creation of protein,

단백질 생성을 위한 전령 RNA가 있고

and then we have microRNA, controllers of this process.

이 과정을 조정하는 마이크로 RNA가 있습니다,

So in order to decide which microRNA might be effective in AMD,

그래서 어떤 마이크로 RNA가 AMD 치료에 효과적일지 알기 위해서

we used a technique that allowed us to figure out

망막에서 활동하는 모든 마이크로 RNA와

all of the active microRNA in the retina and the targets they're controlling.

그들이 조정하는 대상을

식별하는 기술을 사용했습니다.

Using this technique, we found there’s a particular microRNA

이 기술을 통해서

발견한 것이 마이크로 RNA-124라는 마이크로 RNA로

known as microRNA-124,

our hero of the story.

이 이야기의 주인공입니다.

124 was far and wide the most abundant and active microRNA

124는 넓고 멀리 퍼져 있었어요,

망막에서 가장 활동적이고 넉넉히 있는 마이크로 RNA 종류이죠.

that we found in the retina.

It's definitely playing a role.

분명히 어떤 역할을 하고 있어요.

In fact, we found that it's playing an anti-inflammatory role.

사실 항염증 역할을 함을 발견했습니다.

This is one of the pathways that it acts on.

이것은 124가 조정하는 경로 중 하나입니다.

So it controls the production of highly inflammatory molecules

망막이 스트레스를 받을 때

염증성 분자의 생성을 조정합니다.

when the retina gets too stressed.

124 is strong.

124는 강력합니다.

It's a great worker, helps the greater good.

아주 훌륭한 일꾼이고, 영웅처럼 대의를 돕습니다.

Exactly like a hero should.

So we looked in the retinas of AMD patients

저희는 AMD 환자들의 망막을 보고

and what we found was this.

이것을 발견했습니다.

124, stained in red,

빨간색으로 염색한 124는

was completely absent from the central retina of AMD patients

건강한 사람과 비교했을 떄,

AMD 환자의 망막에는 전혀 없었어요.

compared to a healthy individual.

Completely.

전혀요.

Remember the part of your retina

망막의 한 부분이 가용한 시각의 거의 전체를 담당한다는 얘기 기억하시나요?

responsible for pretty much all of our useful vision?

그 부위에 124가 없었습니다.

Well, 124 is missing there.

And this is what we think is happening.

그래서 저희는 이렇게 추측합니다.

124 is the most active microRNA in the retina,

124는 망막에서 가장 활동적인 마이크로 RNA입니다.

meaning that it's working a lot even in a disease state,

병이 걸렸을 떄에도 열심히 일하면서

fighting off danger molecules,

더 큰 해를 끼치는 해로운 분자, 염증성 분자와 싸우고 있죠.

inflammatory molecules that will cause even more harm.

Now the retina recognizes this

망막은 이것을 알고

and activates more and more of our 124.

124를 점점 더 많이 활성화합니다.

However, the retina eventually gets overwhelmed.

하지만, 망막은 결국 제압당합니다.

Tragically, our heroes can no longer keep fighting

비극적이게도, 이 영웅들은 더 이상 싸울 수 없고

and start dying off

전멸될 때까지 죽기 시작하죠.

to the point where they are completely absent.

Exactly like we see in those AMD patients.

바로 AMD 환자에서 본 것처럼요.

The enemies keep coming.

적들은 계속 옵니다.

124, though, no more, missing in action.

하지만 124는 이제 없고 사라졌죠.

And as a consequence, our retina suffers.

결과적으로, 망막이 타격을 입어요.

Our vision suffers.

시력이 타격을 입어요.

So in a study we published last year,

그래서 작년에 발표한 연구에서

we supplemented 124 to animals that have undergone retinal damage.

망막 손상을 입은 동물들에 124를 보충했습니다.

And through an injection of these molecules into the eye,

이 분자를 눈에 직접적으로 주사한 후 관찰한 것은

what we saw was that animals receiving the treatment

이 치료를 받은 동물들은

had better retinal function,

망막 기능이 좋아졌고,

had less photoreceptor cell death

광수용체 세포 손상이 적었으며,

and had less inflammation.

염증이 적었습니다.

These are preliminary experiments but a very promising start at that.

이것은 단지 예비 시험이었지만, 매우 유망한 시작입니다.

Our next step is to carefully analyze all of the targets

저희의 다음 단계는

124가 조정하는 모든 대상을 철저히 분석해 보는 것입니다.

that this 124 acts to control.

And we're also particularly interested

저희가 특히 괸심있는 부분은

in how it is that these microRNA travel in the retina

이 마이크로 RNA가 세포들 사이에 소통 수단으로서

as a form of communication between cells.

어떻게 망막에서 이동을 하는지입니다.

Now what do I mean by this?

이게 무슨 말일까요?

Well, we mainly focused on photoreceptors,

저희는 주로 광수용체에 집중을 했었는데,

but the retina is an interconnected network,

망막은 상호 연결되어 있는 망으로서

with every cell contributing to its overall function.

모든 세포가 전반적인 기능에 기여합니다.

In this same study,

아까 말씀드렸던 연구에서

we found that 124 moves from the photoreceptor cells

124는 망막이 손상된 후에만

to another cell type,

광수용체 세포에서 다른 세포 종류로 이동한다는 것을 발견했습니다.

but only after the retina is damaged.

Too often we kind of look at what's happening in the cells,

저희는 세포들을 관찰하면서

completely forgetting there's actually a space in between them.

세포들 사이에 사실 공간이 있음을 너무나 자주 잊어요.

So if we can harness this

그래서 저희가 이것을 이용해서

and discover how and why these microRNA move between cells,

마이크로 RNA가 세포 사이를 이동하는 이유와 과정을 알아낸다면

then we can engineer a deliverable vehicle

정교한 운반체를 만들어서

to transport the microRNA that we want exactly where we want it.

마이크로 RNA를 원하는 곳에 정확히 보낼 수 있을 것입니다.

Now I want everyone to have a look at this image again.

이제 모두 이 사진을 다시 한번 보세요.

And imagine living the rest of your life with vision like this.

평생을 이런 시력으로 사는 것을 상상해 보세요.

So next time you're with your loved ones,

다음에 사랑하는 사람들과 함께 있을 때

study their faces, their every feature.

그들의 얼굴과 모든 특징을 살펴보세요.

Next time you wake up in the morning,

다음에 아침에 일어날 떄,

pay attention to every single detail of what you're seeing.

그떄 보이는 것의 세부에 신경써 보세요

Use that gift of sight

선물 같은 시각을 사용하시고

and cherish these memories.

이런 추억들을 간직하세요.

Because as I said,

왜냐면 아까 말씀드렸듯이, 이 질병에 조치를 취하지 않으면

one in seven of you will lose this ability if nothing is done about this disease.

7명 중 1명은 이 능력을 잃게 될 것이거든요.

With an aging demographic in current times,

현재 고령화 시대에 접어 들면서

our society seems to be very concerned about living longer

우리 사회는 오래 살고 수명을 연장하는 것에

and extending our lifespan.

매우 치중하는 것 같습니다.

But this is so wrong.

하지만 이것은 너무나 잘못됐어요.

Trust me when I say this.

제 얘기를 믿으세요.

장수는 답이 아닙니다.

Longevity is not the answer.

Quality is the answer.

인생의 질이 답입니다.

It's not about --

(박수)

(Applause)

It's not about how long we can live, no.

얼마나 오래 살 수 있느냐가 중요한 게 아닙니다.

It's about how long we can live well.

우리가 얼마나 오래 잘 살 수 있느냐가 중요합니다.

And with the use of microRNA

저희의 희망과 목표는

our hope and our goal is that for millions of people,

이 마이크로 RNA로 수백만 명에게

this image can become clearer

세상을 더 오래 더 선명하게 볼 수 있게 해주는 것입니다.

for longer.

감사합니다.

Thank you.

(Applause)

(박수)