암세포 포식자가 먹이 찾듯 레비워크 구사

IBS 외국인 부부 연구자 전이 암세포 걸음걸이 추적
세포 이동 조정 가능성 엿봐, 암 전이 막을까 기대

1차원에서의 암세포 이동 및 레비워크와 단순 확산 비교.

암세포는 포식자가 먹이를 찾듯, 불규칙하지만 방향을 빈번하게 바꾸며 이동하는 것으로 나타났다.

IBS(기초과학연구원) 외국인 부부 연구자는 전이 암세포의 이동 전략인 ‘레비워크(Levy walk)’를 통계적으로 규명했다.

바르토슈 그쥐보프스키와 크리스티아나 칸델-그쥐보프스카 연구위원은 오랜 시간 암세포의 움직임을 추적한 결과, 암세포가 레비워크 방식으로 이동한다는 것을 확인했다. 이 결과 암세포는 포식자가 먹이를 찾아 불규칙하고 빈번하게 이동하는 전략을 전이 암세포도 구사한다는 설명이다.

연구진은 세포가 앞뒤로 움직일 트랙을 유리 평면 위에 구현했다. 트랙 외에는 금과 자기조립단층을 입혀 세포가 붙지 않고 트랙 안에만 머물 수 있도록 만들었다. 평면에서 움직이는 세포 움직임은 방향 전환 시점을 구분하기 어려워 한 걸음을 정의하는 데 모호함이 있었던 반면 이 방법은 세포의 방향 전환 시점과 한 걸음의 크기를 정확히 잴 수 있다는 장점이 있다.

연구진은 6개의 다른 종류의 세포를 최대 16시간 동안 추적해 세포 한 종류 당 5000개~2만 개의 위치 데이터를 얻었다.

방대한 데이터를 해석한 IBS 콘스탄틴 폴레브 연구위원은 “멱함수 분포, 절단된 멱함수 분포, 아카이케 가중치 등 다양한 모델을 적용해 해석한 결과 전이 암세포가 나타낸 움직임의 누적 빈도분포가 레비워크를 나타낸다는 결론에 도달했다”고 밝혔다.

연구진은 관찰한 레비워크가 실제 조직 내에서도 적용되는지 확인하고자 살아있는 쥐 피부에 흑색종 세포를 도입하고, 고해상도 현미경을 사용해 전이·비전이 세포의 이동을 관찰했다. 종양 부위에서는 전이·비전이 세포 모두 빽빽하게 위치해 세포 간 충돌이 잦았지만, 종양 부위로부터 멀어지자 전이 암세포의 경우 방향성을 갖고 빠르게 이동함이 관찰됐다.

그쥐보프스카 연구위원은 “연구결과로 비전이 암세포가 확산운동을 하는 반면 전이 암세포는 레비워크처럼 움직인다는 것을 규명했다. 암세포 전이 원리에 대한 이해를 제공해 궁극적으로 암 전이를 막는 연구에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “세포의 이동 패턴을 파악하는 연구는 세포생물학의 강력한 도구가 되리라 생각된다”고 소감을 전했다.
이해미 기자 ham7239@



*레비워크(Levy walk): 자연계의 포식자가 먹이를 찾을 때 보이는 움직임. 한 지역에서 불규칙하고 빈번하게 방향을 바꾸며 움직이다가 때때로 먼 거리를 이동하는 무작위 움직임을 반복한다. 시간당 움직이는 변화의 위치가 단순 확산에 비해선 길지만, 방향이 있는 탄도 움직임보다는 짧다.