뇌세포 수준에서 정밀하게 조직 관찰하는 3D 현미경 탄생

2019.09.17 14:21
발달 7일째인 달걀 속 배아를 메조스핌으로 3D 관찰한 사진. mesospim.org 제공
발달 7일째인 달걀 속 배아를 메조스핌으로 3D 관찰한 사진. 원래 현미경으로 찍은 영상은 사진처럼 색상이 다양하지 않지만 부위별로 색깔을 입혔다. mesospim.org 제공

스위스 취리히대 연구팀이 시료를 손상하지 않고도 뇌세포를 하나하나 관찰할 수 있는 3D 현미경 '메소스핌'을 개발했다고 16일(현지시간) 밝혔다. 소스핌(mesoSPIM)은 '중간 크기의 시료를 빛을 이용해 평면적으로 볼 수 있는 현미경'이라는 뜻이 약자다.

 

이 현미경의 해상도는 머리카락 두께의 5분의 1밖에 지나지 않는 뇌세포도 뚜렷하게 볼 정도로 높다. 신경망 등 조직 등을 훨씬 정밀하게 관찰할 수 있다. 

 

기존 현미경으로는 뇌세포 등 세포를 관찰하려면 조직 샘플을 얇게 저민 슬라이드로 만들어야 한다는 한계가 있었다. 이 현미경은 조직을 손상시키지 않고도 조직을 3차원으로 관찰할 수 있다. 빛을 이용해 가상의 평면에 따라 층층이 관찰한 이미지를 찍을 수 있기 때문이다. 

 

이 현미경을 개발한 파비엔 포크트 취리히대 뇌연구소 교수는 "이 현미경으로 층층이 찍은 이미지들을 쌓아 하나의 3차원 이미지로 결합할 수 있다"며 "이를 이용해 조직을 손상시키지 않고도 내부 모습을 볼 수 있다"고 말했다. 

 

이날 연구팀은 7일 째 발달 중인 달걀속 배아의 신경망을 메조스핌으로 관찰한 사진과 동영상을 공개했다. 마치 나무 잔뿌리가 배아 모양으로 웅크리고 있는 것처럼 신경망이 발달한 것을 볼 수 있다. 

 

연구팀은 현재 스위스 제네바대와 로잔공대, 비스연구소 등 7곳에서 이 현미경을 운영하기 시작했고, 앞으로 더 늘릴 예정이다. 신경과학이나 발달생물학 뿐 아니라 다른 의학 분야나 물리학 분야에서도 활용 가능할 전망이다.  

 

포크트 교수는 "뇌 조직 내 머리카락의 5분의 1밖에 되지 않는 뇌세포도 하나하나 관찰해 마비환자의 운동신경을 회복시키는 방법을 찾거나, 쾌락과 약물중독 관련 신경회로가 어떻게 활성화하는지 등을 구체적으로 관찰할 수 있을 것"이라고 설명했다.

 

이 연구결과는 국제학술지 '네이처 메소드' 16일자에 실렸다. 

 

스위스 비스 센터에 설치한 메조스핌 현미경. 샘플을 손상하지 않고도 3차원 내부를 관찰할 수 있다. 스테판 파제스 제공
스위스 비스 센터에 설치한 메조스핌 현미경. 샘플을 손상하지 않고도 3차원 내부를 관찰할 수 있다. 스테판 파제스 제공

 

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150