세포 내 물질이동 빛으로 제어

  • 경제/과학
  • 대덕특구

세포 내 물질이동 빛으로 제어

  • 승인 2016-04-17 14:18
  • 최소망 기자최소망 기자
▲ 허원도 IBS 인지 및 사회성 연구단 그룹리더. (사진제공=IBS)
▲ 허원도 IBS 인지 및 사회성 연구단 그룹리더. (사진제공=IBS)
생체막 올가미 기술 개발… 암ㆍ신경질환 치료 기여

막으로 이뤄진 세포 내 소기관의 이동을 빛으로 제어하는 데 성공했다.

기초과학연구원(IBS)는 인지및사회성 연구단의 허원도 그룹리더(KAIST 생명과학과 교수) 연구팀이 세포 내 물질 수송을 조절하는 새로운 광유전학 기술인 ‘생체막 올가미(IM-LARIAT)’ 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

이는 세포 내 물질 수송의 단계별 메커니즘을 규명해 암과 신경질환 치료에 새로운 해법을 제시할 수 있을 것으로 보인다.

생체막 올가미 기술은 청색 빛에 반응하는 식물 단백질과 생체막의 여러 기능을 조절하는 다양한 랩 단백질을 융합한 융합단백질을 발현시키는 기술이다.

세포 내에는 엔도좀(endosome), 리소좀(lysosome), 엑소좀(exosome) 등 막으로 이루어진 다양한 막 구조 세포 소기관이 존재한다.

막 구조 세포 소기관은 세포의 성장과 분열에 밀접한 세포의 기본 기능인 물질 수송과 물질 분비, 신호전달과정 등에 관여한다.

보통 세포 내 물질수송은 역동적으로 움직이는 막 구조 세포소기관들이 맡는다.

그러나 세포소기관의 복잡한 움직임을 제어할 방법이 없어 관련 연구는 거의 시행되지 않았다.

이에 연구팀은 청색 빛에 반응하는 식물의 청색광 수용 단백질에 세포소기관의 생체막 성분인 랩단백질(Rab small GTPase)을 결합한 융합단백질을 만들었다.

또 융합단백질을 실험동물 암세포와 신경세포에 발현시키고 나서, 청색 빛을 비춰 세포소기관들이 서로 응집하면서 이동이 일시 정지되는 현상도 확인했다.

그중 생체막올가미 기술을 적용한 신경세포에 청색 빛을 비추면 엔도좀들의 이동이 정지하고 신경세포 성장원추(growth cone)의 성장이 느려지는 것을 알아냈다.

그러나 빛을 끄면 다시 빠르게 성장했다.

인간 세포에는 랩 단백질이 60가지 이상이 있다.

이 중 제어하고자 하는 세포소기관의 랩 단백질을 청색광 수용 단백질에 결합하면 원하는 세포소기관의 기능을 제어할 수 있다.

이 연구는 약물이나 전기 자극이 아닌 빛을 비추는 비침습적(non-invasive) 방법으로 세포소기관들의 이동을 제어하는 것에 의미가 있다.

생체막올가미 기술을 응용하면 빛으로 신경세포 분화와 암세포 물질수송을 제어할 수 있어 암과 신경질환 치료에 이바지할 것으로 전망된다.

허 교수는 “살아있는 세포 내 다양한 막 구조 세포소기관들을 빛으로 제어한 것으로 적외선이나 소형 광원을 이용한 생체막 관련 질환 치료법이나 신경세포재생연구로 발전시킬 수 있을 것”이라고 설명했다.

이 연구결과는 지난 12일 ‘네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)’ 온라인판에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@

▲ 청색 빛에 의한 막 구조 세포 소기관의 이동 조절. (사진제공=IBS)
▲ 청색 빛에 의한 막 구조 세포 소기관의 이동 조절. (사진제공=IBS)

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 늑대 탈출에 통제된 대전오월드
  2. 오월드 탈출 늑대 밤사이 무수동 치유의숲서 목격…"여전히 숲에 머물러"
  3. [종합] 대전오월드 탈출 늑대 초등학교 인근까지 왔었다… 학교·주민 긴장
  4. 대전동물원 탈출 늑대, 야간수색 전환… 암컷 등 활용 귀소본능 기대
  5. 대전오월드 늑대 탈출…생포에 집중하는 소방과 경찰
  1. 대전동물원 탈출 늑대, 오월드네거리까지 내려왔다 사라져
  2. 퓨마에 이어 늑대까지…탈출 재현된 오월드 '관리부실'
  3. 저 연차 지역교사 중도퇴직 증가…충남 전국서 세번째
  4. 세종교육감 단일화 둘러싼 대표성·위법 논란 '현재진행형'
  5. 충청 유치 가능할까… 정부 "육·해·공군 통합 사관학교 지방 설립"

헤드라인 뉴스


허-장大戰 최종 승자는?… 이번 주말 "경험" vs "변화" 빅뱅

허-장大戰 최종 승자는?… 이번 주말 "경험" vs "변화" 빅뱅

6·3 지방선거 더불어민주당 대전시장 후보 선출을 앞둔 마지막 주말 허태정 전 시장과 장철민 의원(대전동구)이 건곤일척 승부를 예고하고 있다. 충청권의 대표적 40대 기수인 장 의원은 젊은 정치로 대전의 변화를 강조하고 있고 허 전 시장은 대전시정을 이끌었던 경험을 바탕으로 대세론을 굳히기 위해 각각 총력전 태세다. 금강벨트 전략적 요충지 대전 탈환을 위한 집권여당 후보를 가리는 허-장 대전(大戰)의 승자가 누가될런지 촉각이 모이고 있다. 두 후보는 주말 결선을 앞두고 비전 발표와 당원 접촉에 총력을 기울이며 막판 표심 공략에 나섰..

`거래절벽·대출규제`에… 충청권 아파트 10가구 중 4곳 이상 입주 못해
'거래절벽·대출규제'에… 충청권 아파트 10가구 중 4곳 이상 입주 못해

충청권에서 기존 주택이 팔리지 않아 신축 아파트 입주가 지연되는 사례가 속출하고 있다. 여기에 정부의 강력한 대출 규제와 고물가·고금리·고환율 등 '3고(高)' 현상까지 겹치면서, 분양 잔금을 마련하지 못해 어려움을 겪는 상황이 확산되고 있다. 더불어 다주택자 규제로 '똘똘한 한 채' 선호가 가속하면서 지방 주택 처분 압력이 커져, 그 여파가 서민 경제 전반으로 번지는 분위기다. 9일 주택산업연구원에 따르면, 충청권 3월 입주율은 57.5%로 전월(63.4%)보다 5.9%포인트 줄었다. 즉 10가구 중 4곳 이상은 입주를 하지 못했..

금강벨트 경선 막판 합종연횡 난무 판세 출렁이나
금강벨트 경선 막판 합종연횡 난무 판세 출렁이나

6·3 지방선거 여야 최대 격전지 금강벨트 경선이 막바지에 다다르고 있는 가운데 합종연횡이 난무하고 있다. 이합집산이나 후보 간 '짝짓기'로도 불리는 합종연횡은 선거 승리를 위해 상대를 지지하거나 정책 연대하는 것으로 최종 판세에 어떤 영향을 끼칠지 주목된다. 정치권에 따르면 충청권 시도지사 선거 더불어민주당 경선 과정에서 합종연횡이 잇따르고 있다. 경선에서 탈락한 후보들이 특정 후보를 공개적으로 돕겠다는 선언이 이어지는 것이다. 충남지사 결선에 진출한 박수현 의원(공주부여청양)은 9일 1차 경선에서 고배를 마신 나소열 전 서천군수..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전오월드 늑대 탈출…생포에 집중하는 소방과 경찰 대전오월드 늑대 탈출…생포에 집중하는 소방과 경찰

  • 공공기관 2부제 첫 날…자전거 출근 늘고 자동차 출근은 줄고 공공기관 2부제 첫 날…자전거 출근 늘고 자동차 출근은 줄고

  • 늑대 탈출에 통제된 대전오월드 늑대 탈출에 통제된 대전오월드

  • 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행