연세대 연구팀, 나노기술과 유전자기술 접목한 메카노-제네틱스 기술 개발
연세대 연구팀, 나노기술과 유전자기술 접목한 메카노-제네틱스 기술 개발
  • 이원지 기자
  • 승인 2016.05.13 00:01
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신경세포 재생, 생체 면역의 증진, 암 전이 억제 등에 응용 기대

우리가 언어를 통해 의사를 전달 및 조율하는 것과 같이, 세포도 특별한 커뮤니케이션 생체분자를 이용하여 세포 간의 신호를 교환한다. 그렇다면 세포간의 커뮤니케이션을 우리가 원하는 대로 시공간적으로 조절하는 것이 과연 가능할까? 이러한 문제를 풀기 위해 최근 캘리포니아 주립대학과 연세대학교 국제 공동연구팀은 나노기술과 유전자기술을 접목시켜 메카노-제네틱스(Mechano-genetics)라는 방법을 고안해냈다.

연구를 주도한 전영욱 교수(UCSF, 연세대 Y-IBS과학원 나노의학연구단 객원교수)팀은, Zev Gartner 교수(UCSF)팀 및 연세대 IBS 나노의학연구단 천진우 교수팀과의 공동연구를 통해 세포 간 커뮤니케이션을 단일분자 수준에서 조절할 수 있는 메카노-제네틱스 기술을 개발했다. 연구결과는 생물 분야 최고 권위지인 ‘셀(Cell)’에 발표됐다.

이 메카노-제네틱스는 자성나노입자를 사용해서 세포 표면의 커뮤니케이션 분자를 기계적 힘(피코 뉴톤 수준)으로 자극시킴으로써 세포 신호 전달을 조절하는 기술이다. 즉, 나노입자는 세포의 커뮤니케이션 분자의 구조를 변화시켜, 세포를 활성화시키는 원리를 이용한다.

국제공동연구팀은 이 기술을 이용, 생체의 대표적인 커뮤니케이션 분자인 노치(Notch) 및 상피캐드히린(E-cadherin) 수용체의 세포 표면에서의 작동원리를 밝혀냈다. 더 나아가 이 기술이 우리가 원하는 시간, 공간에서 세포의 활성을 단일세포 수준까지 조절하는 데 이용될 수 있음을 보였다. 메카노-제네틱스 나노기술을 이용하면 생체에서 일어나는 복잡하게 엉킨 실타래 같은 세포간 커뮤니케이션 메커니즘을 풀어내는 기초 연구가 가능하다.
 
이 기술은 다양한 분야에 활용돼 향후 생명과학 및 의학적 응용에 도움을 줄 것으로 예상된다. 예를 들어, 노치 및 상피캐드히린 수용체는 생체의 정상적인 발달/분화(예: 뇌 및 중요 장기의 형성), 면역세포의 활성화, 암 전이에 있어 매우 중요한 역할 담당하는 단백질로서, 메카노-제네틱스 나노기술은 차후 뇌신경세포의 재생, 생체 면역의 증진, 암전이 억제 등의 다양한 분야에 응용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 미국 보건복지부(NIH), 기초과학연구원(IBS), 한국연구재단(NRF) 등의 지원으로 이루어졌다.


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