세포 수송, 나노 GPS로 관측…질병 진단 기술 발전

[아이뉴스24 정종오 기자] 세포 수송 과정을 더 잘 이해할 수 있는 길이 열렸다. 질병 진단 기술 발전에 이바지할 것으로 보인다.

엔도좀은 세포내 섭취(endocytosis)를 통해서 세포질에 형성된 생체막이다. 세포 내 도로망(미세소관)을 따라 움직이는 운동 단백질에 의해 적절한 시간과 장소로 운송된다.

이 과정에서 엔도좀의 이동, 3차원 회전 분석은 세포내의 수송의 분자생물학적 이해에 중요한 열쇠가 될 수 있다.

서대하 디지스트(DGIST) 화학물리학과 교수 연구팀은 엔도좀의 병진, 회전 운동을 실시간 관찰하기 위한 방법으로 엔도좀 내 두 개의 나노 탐침을 위치시켰다. 이를 구분하고 오랜 시간 관찰할 수 있는 초분해능 현미경을 개발했다.

광탈색이 없는 금 나노 입자를 사용하고 선형 편광을 빠르게 회전 조사하며, 평관 의존 산란 신호를 초분해능 알고리즘으로 재해석하는 일련의 과정을 통해, 단시간(1초 이내)에 초분해능 이미지를 얻고 연속 촬영을 통해 장시간 영상을 촬영했다.

서대하 교수 연구팀이 우수한 공간, 시간분해능을 가지는 암시야 초분해능 현미경을 개발하고 이를 활용해 세포 내 수송과정에서 나타나는 엔도좀의 동적거동을 관찰했다.

서대하 교수는 “이번 이미징 기술 개발을 통해 세포내 수송 과정을 수 십 나노미터 수준의 분해능으로 관찰하고 엔도좀의 ‘줄다리기 모델’을 직접 확인할 수 있었다”며 “분자수준의 생명 현상을 밝히는 데 이바지할 뿐만 아니라 질병진단을 위한 정밀 의료에도 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

연구결과(논문명:Two GPSes in a ball: deciphering the endosomal tug-of-war using plasmonic dark-field STORM)는 국제학술지인 ‘미국화학회 골드지’(JACS Au) 5월 19일자에 온라인으로 실렸다.