연세대학교 천진우교수와 신전수교수가 이끄는 공동 연구팀은 최신 나노기술을 이용해 세포활동을 제어할 수 있는 방법을 개발했다고 8일 밝혔다. 이 결과는 나노기술 분야에서 세계 최고의 학술잡지인 네이처 머티어리얼즈(Nature Materials) 10월 7일자 인터넷 판에 게재됐다.
연구팀은 개발한 나노 자석은 세포의 활동을 조절할 수 있는데, 이 나노 자석은 약 15 나노미터 크기의 구형 모양이며, 항체 결합에 의한 특정한 종류의 세포와 결합하는 표적지향 능력을 띠고 있다. 스위치 역할을 하는 외부 자기장을 걸어주는 순간 나노 자석이 군집돼 자기장을 쬐어 준 부분에서만 세포 신호가 전달되는 원리이다. 이 연구는 암세포에 많이 발현되는 세포사멸 수용체인 Death receptor 4(DR4)를 표적으로 이용해 암세포의 죽음 유발 신호전달을 수행했다.
암 세포를 이용한 실험에 의하면, 눈에 보이지 않는 미세 국부 영역(마이크로 미터)에서도 자기장에 의한 나노 스위치 작동에 따라 선택적으로 세포 사멸 신호를 유발할 수 있었다. 이러한 현상은 기초적인 척추 동물 실험 모델인 제브라피쉬에서도 나노 스위치로 세포 사멸 신호조절이 가능함을 관찰해 개체 단위에서 제브라피쉬의 형태의 변화를 명확하게 볼 수 있었다.
나노 스위치는 원하는 시간, 원하는 부위의 세포를 효과적으로 조절하는 새로운 개념의 기술이고 자기장을 이용하기 때문에 인체에 무해한 장점을 갖고 있다는게 연구팀의 설명이다.
이러한 나노 스위치는 원리적으로 표적 지향형 항체를 이용해 많은 종류의 세포에 적용이 가능하기 때문에 암 세포의 사멸뿐만 아니라 향후 다양한 세포의 활동 신호 조절에 새로운 발전을 가져 올 수 있을 것으로 기대되고 있다.
이번 연구는 연세대 화학과 천진우 교수, 의과대학 미생물학교실 신전수 교수, 내과학교실 박승우 교수의 공동연구로 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌다.