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'변화무쌍' 스위치 단백질 보는 바이오센서 개발

송고시간2019-01-14 19:00

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기초과학연구원 "살아있는 생쥐 신경세포 활성화 관찰 성공"

IBS 연구진의 바이오센서를 이용해 추적한 유방암 전이 암세포
IBS 연구진의 바이오센서를 이용해 추적한 유방암 전이 암세포

[IBS 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 다양한 세포 기능에 관여하는 신호전달 스위치 단백질을 실시간으로 볼 수 있는 길이 열렸다.

기초과학연구원(IBS)은 인지 및 사회성 연구단 허원도 초빙 연구위원 연구팀이 신호전달 스위치 단백질의 활성을 모니터링하는 새로운 바이오센서를 개발했다고 14일 밝혔다.

세포의 신호전달 스위치 단백질은 활성화 여부로 세포 기능을 제어한다.

스위치가 켜지면 기계가 작동하는 것 같은 원리다.

대표적인 신호전달 스위치 단백질인 'small GTPase'는 세포 이동·분열·사멸과 유전자 발현 등과 연관돼 있다.

이 단백질을 제어할 수 있다면 세포 기능도 조절할 수 있다는 뜻이다.

신경세포와 쥐 뇌 조직 내 마이크로 단위 단백질 관찰
신경세포와 쥐 뇌 조직 내 마이크로 단위 단백질 관찰

[IBS 제공=연합뉴스]

연구팀의 바이오센서는 small GTPase 활성의 모든 변화 과정을 볼 수 있는 도구다.

광유전학과 결합해 다양한 방식으로 관찰할 수 있다.

민감도가 커 생체 내 두꺼운 조직 안에서 벌어지는 수 ㎚ 크기 변화까지 정밀하게 본다.

살아있는 동물 암세포 전이와 뇌 속 신경세포 구조변화를 살필 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구진은 더 나아가 미국 막스 플랑크 플로리다 연구소 권형배 박사팀과 의미 있는 실험을 진행했다.

운동 행동 중인 쥐의 실시간 small GTPase 단백질 활성 분석
운동 행동 중인 쥐의 실시간 small GTPase 단백질 활성 분석

[IBS 제공=연합뉴스]

공 위를 달리는 동물(생쥐)한테서 나타나는 small GTPase 단백질 활성을 들여다본 건데, 살아있는 쥐의 수 ㎚ 단위 신경세포 수상돌기 가시에서 변화상을 본 건 이번이 처음이다.

실험동물의 운동 행동처럼 생리학적 현상에 지장을 주지 않는 자연스러운 상태에서 뇌 영역을 바로 실시간으로 관찰할 수 있다는 뜻이다.

왼쪽부터 IBS 허원도 KAIST 교수, 권형배 막스플랑크 플로리다 연구소 연구위원, 김지훈·이상규 IBS 연구원, 정강훈 막스플랑크 플로리다 연구소 연구위원 [IBS 제공=연합뉴스]

왼쪽부터 IBS 허원도 KAIST 교수, 권형배 막스플랑크 플로리다 연구소 연구위원, 김지훈·이상규 IBS 연구원, 정강훈 막스플랑크 플로리다 연구소 연구위원 [IBS 제공=연합뉴스]

한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 교수인 허원도 연구위원은 "small GTPase 단백질을 생체 내에서 관찰하기 위한 기존 센서 한계를 극복했다"며 "특히 청색 빛을 활용한 광유전학 기술과 동시에 적용할 수 있어서 다양한 세포막 수용체와 관련된 광범위한 연구에 접목할 수 있을 것"이라고 말했다.

논문은 이날 오후 7시(한국시각) 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 실렸다.

walden@yna.co.kr

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