질병 연구 핵심기법 ‘인공 세포막’ 설계방법 찾았다

2016년 05월 30일 18:00
이신두 서울대 전기정보공학부 교수팀이 개발한 인공 세포막의 제작 과정. 단일층-이중층이 끊김없이 연결된 세포막을 그대로 모사했다. - 서울대 공대 제공
이신두 서울대 전기정보공학부 교수팀이 개발한 인공 세포막의 제작 과정. 단일층-이중층이 끊김없이 연결된 세포막을 그대로 모사했다(E). - 서울대 공대 제공

국내 연구진이 ‘체외 세포막’을 설계하는 새로운 방법을 찾아냈다. 약물 시험, 질병 연구 등 다양한 분야에 응용할 수 있어 생명과학 연구에 큰 보탬이 될 것으로 기대된다.

 

이신두 서울대 전기정보공학부 교수팀은 경희대, 미국 미네소타대, 캘리포니아대 연구진과 공동으로 나노전사기술을 이용한 새로운 세포막 설계 플랫폼을 개발했다고 27일 밝혔다.

 

지금까지 인공적인 체외 세포막을 개발해 생명과학 연구에 사용하려는 시도는 여러 번 있었다. 하지만 세포막을 연속으로 쌓아올리는 문제가 걸림돌이 됐다. 또 대부분 미시적인 분자 수준이나 거시적인 질병 수준에서 이뤄져 실제 세포 단위에서 세포막의 구조를 제대로 나타내지 못했다.

 

연구진은 부드럽고 산소 투과성이 좋아 생체에 적합한 고분자로 알려진 실리콘 수지(PDMS)를 이용해 단일층-이중층 구조의 인공 세포막을 만드는 데 성공했다. 이 인공 세포막은 실제 생체 세포막에서 나타나는 단백질 표면의 구조를 갖고 있지만 물과 잘 섞이지 않는 소수(疏水)성을 띈다.

  

또 연구진은 세포막의 주요 구성 성분인 콜레스테롤, 지질 분자, 단백질 등이 스스로 정렬해 단백질의 결합을 유도하는 현상을 처음으로 밝혀냈다.

 

연구진은 이번 연구 성과를 발전시키면 정상 세포와 암 세포의 구조적, 기능적 차이를 규명할 수 있어 신약 개발과 질병 치료를 위한 핵심 정보를 얻을 수 있을 것으로 보고 있다.

 

이 교수는 “분자와 질병 사이 중간 플랫폼을 마련했다는 점에서 의의가 있다”며 “앞으로는 생체신호의 전달과정과 질병 관련 단백질의 결합 기전, 약물 전달 등을 세포 단위에서 연구할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

이 연구 결과는 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’ 27일자 온라인판에 게재됐다.

 

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