여러 종류의 세포막 단백질 동시에 관찰한다

쥐 해마 조직의 'CA1' 영역에 존재하는 시냅스 단백질을 SIMS 분석법으로 이미징한 영상.

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 여러 종류의 세포막 단백질을 동시에 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 여러개의 단백질의 변화를 지켜볼 수 있어, 복잡한 질병의 메커니즘을 규명하고 조기 진단하는데 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 문대원 뉴바이올로지전공 석좌교수, 인수일 에너지공학전공 교수 등이 참여한 공동연구팀이 여러 종류의 세포막 단백질을 동시에 관찰하면서 분석할 수 있는 질량분석 바이오 이머징 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 가속 이온을 이용해 극미량의 불순물을 찾아내는 2차 이온 질량 분석법(SIMS)을 이용해 세포막의 단백질을 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. SIMS가 수십 종의 산화금속을 분석할 수 있다는 점에서 수십 나노미터 크기의 산화금속 입자를 항체에 접합시키고, 단백질과 결합해 실시간 분석할 수 있도록 했다.

연구팀은 실제 알츠하이머 모델 실험쥐의 해마 조직에 이 기술을 적용했다. 이에 따라 알츠하이머 병에 관여하는 것으로 보고된 7종의 단백질 이미지를 동시 관찰할 수 있었다. 또한 알츠하이머 병이 진전되면서 여러 단백질들의 분포가 어떻게 변화하는지에 대해 규명했다.

현재 주로 사용되는 바이오 이미징 기술은 형광 물질을 단백질에 입혀서 관찰한다. 하지만 광학 기술의 한계로 3~4가지 단백질 정도를 분석할 수 있다.

문대원 석좌교수는 "이번에 개발한 기술을 통해 기존 형광 분광 이미징 기술보다 이미지화 할 수 있는 단백질 분자의 수를 증가시켰으며, 금속 산화물 나노입자의 높은 SIMS 감도를 활용해 시료 손상을 최소화해 세포막에서의 단백질 상호 작용 관찰을 가능하게 했다"며 "여러 단백질이 관여하는 복잡한 질병 기전 연구에 기여할 새로운 바이오 이미징 기술이 될 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제과학저널 'ACS Applied Materials & Interfaces'에 15일자 표지논문으로 실렸다.

문대원 뉴바이올로지전공 석좌교수(왼쪽), 인수일 에너지공학전공 교수(오른쪽 위), 박영호 에너지공학전공 박사과정.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr