이승규 기자
NO·CO는 혈관확장과 신경전달 등에 관여하는 신경·혈관계의 중요한 신호전달물질로 인체에서 일산화질소와 일산화탄소가 제대로 생성되고 작용하지 않는다면 신경·혈관계 이상으로 뇌졸증이나 간질과 같은 뇌질환이 발생할 수 있다.
더욱이 NO와 CO간의 화학적·생물학적 유사성 때문에 각각의 분리 측정이 어려워 관련 연구가 제한됐다.
4일 기초과학연구원(IBS 원장 김두철)에 따르면 IBS 뇌과학 이미징 연구단(단장 김성기 성균관대 교수) 소속 연구진(서민아 성균관대 교수·이영미 이화여대 교수)이 세계 최초로 개발한 초소형 NO·CO 측정센서를 활용해 쥐의 간질 발작 시 두뇌에서 나타나는 NO·CO 각각의 농도 변화를 실시간으로 정확히 측정하는 데 성공했다.
연구진이 개발한 일산화질소와 일산화탄소 측정센서는 NO와 CO를 완벽하게 분리 측정함은 물론 기존 센서보다 높은 정확도와 빠른 측정속도를 지원한다.
뿐만 아니라 전극을 유리로 절연된 바늘 형태로 초소형화해 활용도를 높인 게 특징이다.
연구진은 이 측정센서를 쥐의 살아있는 두뇌 조직에 직접 삽입해 해당 부위에 간질 발적을 유도, NO·CO 농도와 뇌파 변화를 실시간으로 측정했다.
실험에서 일산화질소와 일산화탄소 농도의 변화 패턴은 뇌파 변화와 일치했고, 이를 통해 NO·CO 기체가 뇌신경 세포의 활성과 밀접한 관련이 있음을 연구진은 확인했다.
이번 연구를 주도한 서민아 교수는 “새로운 센서는 뇌신경·혈관계에서 일산화질소와 일산화탄소 기체의 실시간 변화를 정확히 측정, 두 기체의 역할과 상호작용을 밝혀내는데 이바지할 것”이라며 “특히 간질 등 뇌신경질환에서 두 기체가 관여하는 신경계와 혈관계의 상호 작용을 파악해 치료법을 찾을 기회를 제공할 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구결과는 분석화학 분야 세계적 학술지인 분석화학(Analytical Chemistry) 온라인판 2월 8일자에 게재됐다.
이승규 기자 esk@
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