포스텍 연구팀, 암 진단·치료 사용되는 나노크기 화합물 개발

[아시아경제 김수진 기자]포스텍 연구팀이 나노 크기의 호박모양 화합물 '쿠커비투릴(Cucurbituril)'로 모든 종류의 암 분석과 치료, 줄기세포의 분석을 쉽게 해결할 수 있다는 것을 입증했다.

포스텍은 20일 김기문 첨단재료과학부 교수와 박사과정 이돈욱씨, 분자생명과학부 류성호 교수 및 포스텍 바이오벤처기업 노바셀 테크놀로지 공동 연구팀이 세계 최초로 속이 빈 호박모양의 화합물 '쿠커비투릴'로 세포에서 세포막 단백질만을 분리해내는 데 성공했다고 밝혔다.

김 교수 연구팀이 올린 연구 결과는 네이처(Nature)의 자매지인 네이처 케미스트리(Nature Chemistry)’ 온라인판 최신호에 발표됐다.

이번 연구성과는 지금까지 질병 분석을 위해 세포막 단백질을 분리하는데 사용돼 온 아비딘-바이오틴 결합물에 비해 쿠커비투릴이 더 뛰어난 분석결과를 얻을 수 있다는 사실을 증명한 것.

세포막 단백질은 세포가 주위 환경을 인지하는 통로 역할을 담당한다. 세포마다 구성이 달라 질병 진단뿐만 아니라 부작용이 덜한 치료를 가능하게 해 최근 활발히 연구되고 있다.

지금까지는 세포막 단백질 분리를 위해 단백질 일종인 아비딘과 비타민의 일종인 바이오틴을 결합한 아비딘-바이오틴 결합물을 사용해왔으나 단백질과 결합물이 섞이기 쉽고 사용 조건이 까다로운 문제점이 있었다.

반면 김 교수 연구팀은 쿠커비투릴과 페로센(ferrocene) 유도체를 결합해 사용하면 세포막 단백질을 세포로부터 더 쉽게 분리할 수 있고, 원하지 않는 단백질 의한 오염 가능성 역시 현저하게 낮아진다는 사실을 발견했다.

쿠커비투릴은 원자현미경으로 들여다보면 둥글넓적한 호박 모양을 하고 있다. 이 때문에 호박의 학명 '쿠커비타세'에서 이름을 따 왔다. 속이 텅 비어 있어 페로센 등 다양한 분자나 이온을 넣을 수 있고 위 아래에는 다양한 이온을 붙일 수 있다.

김 교수는 특히 쿠커비투릴 활용 관련 연구의 세계적 선도자로 손꼽힌다.

김 교수는 "쿠커비투릴-페로센 결합체는 암 등 질병세포에만 부작용없이 작용하는 약물전달체나 질병 여부를 판단하는 바이오칩으로도 활용할 수 있다"며 "질병 분석뿐만 아니라 치료까지 수행할 수 있어 바이오칩,신약 등 생명공학 분야 패러다임을 바꿀 것으로 기대한다"고 말했다.

김 교수는 "향후 이 응용분야를 확대하는 한편 신약 개발 등을 위해 생물학과 융합여구를 계속 진행할 것"이라고 덧붙였다.

김수진 기자 sjkim@