바이오멤스 기술을 이용한 ‘고집적 미세신경세포체어레이(micro-neuronal cluster array)’ 칩 제작 기반 기술을 국내 연구진이 확보했다.
뉴런온칩에 바이오멤스 기술을 접목한 기술 개발은 국내 처음이며, 약물시험 결과를 얻기 위해 필요한 노동과 시간을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대됐다.
KAIST 남윤기 바이오및뇌공학과 교수연구팀은 충남대 이창수 바이오응용학부 교수연구팀과 공동으로 뉴런온칩(Neurons-on-a-Chip)에 바이오멤스인 고집적 세포칩 기술을 접목, 고속으로 세포 전기 신호들을 측정하는 고집적 미세신경세포체어레이 제작 기술시연에 성공했다고 17일 밝혔다. 특히 뉴런온칩에 바이오멤스 기술을 접목한 공동연구팀의 이번 연구 성과 발표는 국내에서 처음인 것으로 알려졌다.
공동연구팀은 세포 배양 일주일 후부터 100∼1000개의 신경 세포들이 연결·형성한 미니-신경회로에서 전기 신호를 측정하는 데 성공했다. 공동연구팀은 뉴런온칩에 고집적 세포칩 기술을 접목함으로써 기존 뉴런온칩에서 일일이 약물 시험 결과값을 얻어야 하는 수고를 크게 덜 수 있게 됐다.
남윤기 KAIST 교수는 “미세신경세포체어레이로 구현된 뉴런온칩은 기존에 수십 번 반복해야 할 실험을 한 번의 실험으로 대체할 수 있다”며 “고속병렬 측정 및 분석이 가능, 향후 뇌신경 관련 약물시험에 크게 활용될 것”이라고 말했다. 그는 또 “뉴런온칩으로 측정하는 신경 세포의 전기 신호를 활용해 뇌신경 관련 신약물을 발굴하고 평가하려는 연구들이 세계적으로 활발하다”고 덧붙였다.
뉴런온칩은 머리카락의 10분의 1 크기의 미세신경전극들을 고밀도로 집적시킨 초미세전극칩(Microelectrode array) 위에 쥐에서 추출한 살아있는 신경세포(뉴런)들이 체외배양조건에서 장기간 성장하면서 일으키는 전기 신호를 실시간 측정·분석하는 최신 바이오칩 기술이다.
바이오멤스(BioMEMS)는 생명공학과 미세전자기계시스템(MEMS; Micro Electro Mechanical System)의 합성이다. 세포·단백질·DNA 등 생체물질 내의 생리화학적 현상에 수반 되는 미세 신호를 정밀하게 분석한다. 특히 생체 구성물질의 고속 진단 및 분석이 가능한 게 특징이다. 대표적인 바이오 멤스는 랩온어칩(Lab on a chip)이다.
한편 KAIST·충남대 공동연구팀의 이번 연구논문(μ-Neuronal cluster array for high-throughput functional assay)은 최근 열린 바이오칩학회 학술대회에서 발표, 최우수 논문으로 선정됐다.
안수민기자 smahn@
