DGIST 김철기 교수팀, 자성으로 다중 세포 동시 제어하는 디지털 세포 제어기술 개발
DGIST 김철기 교수팀, 자성으로 다중 세포 동시 제어하는 디지털 세포 제어기술 개발
  • 임지연 기자
  • 승인 2021.07.05 10:16
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정밀한 단일 세포 분석으로 질병 맞춤 치료, 신약개발 등 폭 넓은 활용 기대
DGIST 신물질과학전공 김철기 교수(가운데), 제1저자 김현설 박사과정생(왼쪽 세번째)과 연구진들. 사진=DGIST 제공
DGIST 신물질과학전공 김철기 교수(가운데), 제1저자 김현설 박사과정생(왼쪽 세번째)과 연구진들. 사진=DGIST 제공

[대학저널 임지연 기자] DGIST(총장 국양)는 김철기 신물질과학전공 교수 연구팀이 자성(磁性)을 이용해 다중 세포를 제어, 분석하는 자성 트위징 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 정밀한 개별 세포 분석이 더욱 용이해져, 질병 맞춤 치료나 신약개발 등 바이오 의학 분야 연구에 획기적인 원천기술이 될 전망이다.

DGIST에 따르면 김철기 교수 연구팀은 자기장 제어로 간단하고 효과적으로 수천 개의 세포와 초상자성(superparamagnetic) 입자를 제어하는데 성공했다.

초상자성 입자란 세포를 움직이는 운반자 역할을 하는 미세한 자성체다. 연구팀은 세포 주변 공간에 이를 채워 넣어 특정 세포를 정밀하게 제어 가능하게 했다. 또한 특수한 형상의 미세 자성 패턴으로 각 세포를 패턴에 따라 움직여 크기별로 분류한 뒤 원하는 위치에 개별적으로 다중의 세포를 포집할 수 있었다. 이는 패턴이 자체적으로 대상을 판단하기 때문에 기존까지의 외부 설비가 필요 없는 장점이 있다.

연구팀은 더 나아가 자성체의 응집 문제 등 기존의 자성 기반 플랫폼이 가진 한계를 보완한 자성 트위징 플랫폼을 자체 개발했다.

더불어 연구팀은 실험을 통해 의도적으로 대칭을 무너트린 자성 패턴으로 수백 개의 위치에서 동시에 응집된 자성체를 동일한 간격으로 분리해내는 데 성공했다.

제1저자인 김현설 박사과정생은 “미세 자석의 형태를 변경하는 것만으로 복잡한 장비와 동일한 결과를 얻는 것이 가장 큰 장점”이라며 “복잡한 설정 없이 회전자기장의 각도만으로 제어가 가능하다”고 설명했다.

김철기 교수는 “기존의 표지(標識)된 세포만을 분리하는 기술을 넘어, 표지된 세포와 비표지된 세포 양쪽 모두를 목적별로 개별 제어하는 기술을 최초 개발했다”며 “세포에 가장 영향을 적게 주는 자기장을 기반으로 단일 세포 규모의 연구와 각종 조기 진단, 맞춤의학 등의 활용이 기대된다”고 전했다.

이번 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 5월 21일자 온라인 게재와 더불어 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 6월 26일자 표지논문으로 채택됐다.


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