'신호 전달 스위치 단백질' 모니터링 센서 개발

기초과학연구원 인지 및 사회성 연구단
허원도 KAIST 생명과학과 교수 연구팀

암세포의 이동과 신경세포 활성화 등 다양한 세포 기능에 관여하는 '신호 전달 스위치 단백질'의 변화 과정을 관찰할 수 있는 길이 열렸다.

기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 인지 및 사회성 연구단(단장 신희섭·이창준)과 허원도 교수 연구팀(KAIST 생명과학과)이 신호 전달 스위치 단백질의 활성을 모니터링 하는 새로운 '바이오센서'를 개발했다.

'신호 전달 스위치 단백질'은 활성화 여부로 세포의 기능을 제어한다. 대표격인 small GTpase은 세포의 이동, 분열, 사멸과 유전자 발현 등에 관여한다.

허원도 교수 연구팀이 새로 개발한 바이오센서는 small GTpase 활성의 모든 변화 과정을 실시간으로 볼 수 있는 도구다. 광유전학과 결합해 다양한 방식으로 관찰이 가능하고 민감도가 높아 생체 내 수 나노미터 크기의 변화까지 정밀하게 볼 수 있는 특징을 지니고 있다.

연구팀은 단백질 공학 기술로 5가지 종류의 small GTpase 단백질의 바이오센서를 개발하고 두 가지 파장에서 관찰 가능한 바이오센서를 개발했다. 신형 바이오센서는 기존 바이오센서가 청색광을 활용하는 광유전학 기법의 파장과 겹치는 문제를 해결해 세포의 이동방향을 살피면서 공간적 기능도 분석할 수 있다는 장점이 있다.

더불어 IBS 연구진은 미국 막스 플랑크 플로리다 연구소의 권형배 박사 연구팀과 공동 연구를 진행했다. 깨어있는 생쥐인 실험군과 마취된 대조군의 뇌 영역의 운동 피질의 신경세포에서 small GTpase 단백질의 활성을 비교하는 데 성공했다. IBS에 따르면 살아 있는 쥐를 통해 수 나노미터 단위의 신경세포 수상돌기 가시에서 실시간으로 변화하는 small GTpase 단백질의 활성을 관찰한 것은 이번이 처음이다.
한윤창 기자 storm0238@