현미경으로 관찰가능한 거대(?) 인공세포막 개발

2016년 12월 28일 16:30

 

GIB 제공
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● 세줄 요약

 

1. 세포 내부와 외부를 구분하는 세포막은 생명 활동의 근간입니다. 막을 통해 물질을 세포 내외부로 옮기거나 신호를 전달합니다. 

2. 국내 연구진이 실제 세포막을 닮은 인공세포막 개발에 성공했습니다.

3. 대부분의 약물이 세포막을 타깃으로 개발되는 만큼 이 인공세포막을 이용하면 의약품 연구와 실험에 큰 힘이 될 것 같습니다.

 

 

KAIST 제공
KAIST 제공

국내 연구진이 현미경으로 관찰 가능할 정도로 커서 실험과 조작이 쉬운 인공세포막을 세계 최초로 개발했다. 대부분의 약물이 세포막을 타깃으로 제작되는 만큼 향후 신약 개발에 도움이 될 것이란 기대다.

 

최명철 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수(사진) 팀은 최시영 KAIST 교수팀과 공동으로 비누와 같은 계면활성제를 이용해 수 ㎜ 수준의 대면적 인공세포막 제작에 성공했다고 28일 밝혔다.

 

세포막은 세포 내외의 물질 교환이나 신호 전달을 담당하는 중요한 역할을 한다. 세포막에 이상이 생기면 암, 치매 등 여러 질병이 발생하게 된다. 세포막의 기능을 명확하게 규명하기 위해 과학계는 인공세포막 제작을 연구하고 있지만, 수 나노미터(nm·1nm는 10억 분의 1m) 두께의 얇은 막이 안정적으로 유지되도록 만들기 어려웠다.

 

연구진이 개발한 안정적인 대면적 인공세포막 제작 과정. 계면활성제를 이용해 물방울과 표면의 물이 완전히 합쳐지지 않도록 처리해 이중막 구조를 만들었다. - KAIST 제공
연구진이 개발한 안정적인 대면적 인공세포막 제작 과정. 계면활성제를 이용해 물방울과 표면의 물이 완전히 합쳐지지 않도록 처리해 이중막 구조를 만들었다. - KAIST 제공

연구진은 계면활성제를 이용해 이 문제를 해결했다. 물방울 표면을 둘러싸는 단일막을 만든 후 이를 다른 곳에 담긴 물 표면의 단일막과 합쳐 세포막과 같은 이중막 구조를 만든 것. 이 과정에서 물방울이 물 표면에 완전히 합쳐지지 않도록 계면 활성제가 사용됐다.

 

계면 활성제는 세포막이 완성되면 자연스레 빠져나가기 때문에 인공세포막의 물성에 영향을 주지 않는다. 인공세포막을 현미경으로 직접 관찰할 수 있는 수 밀리미터(㎜) 크기의 대면적으로 제작한 건 이번이 처음이다. 연구진은 관찰을 통해 개발된 세포막이 불순물이 끼지 않은 순수한 상태라는 점까지 확인했다.

 

최명철 교수는 “인공세포막을 이용하면 세포막이 가진 수많은 요소 중 원하는 요소만을 배치하며 그 기능을 면밀히 관찰할 수 있다”며 “암, 치매를 비롯한 질병 연구의 바탕이 되는 새로운 플랫폼을 제공할 것”이라고 말했다.

 

이 연구 성과는 학술지 ‘네이처’의 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 16일자에 실렸다.

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