광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 윤명한 신소재공학부 교수팀이 홍병희 서울대 화학과 교수팀과 공동으로 나노 소재를 이용해 동물의 실제 뇌의 구조를 모사하는 3차원 인공 신경네트워크 구현에 성공했다고 31일 밝혔다.
알츠하이머병과 파킨슨병 등 고령화 시대의 질병 연구에 도움이 될 것으로 기대된다. 기존 인공뇌 연구에서는 신경세포가 생장할 지지체로 콜라겐이나 매트리젤 등과 같은 단백질을 주로 사용했지만 시간이 지날수록 단백질이 붕괴되는 기술상의 난제가 남아 있었다.
연구팀은 탄소나노 구조체인 산화그래핀을 이용, 박테리아 섬유소의 미세 구조 및 거시 구조 조절이 가능하다는 사실을 규명했다. 산화그래핀 기반의 나노탄소 구조체를 박테리아 세포배양액에 적절히 분산시켜서 섬유소 수화젤을 만드는 박테리아의 움직임을 조절, 섬유소 수화젤의 결정성 및 거시 구조의 비대칭성을 낮추는데 성공했다. 또 신경세포의 3차원 성장을 촉진시켰으며, 신경세포의 연결이 가능하다는 사실도 밝혀냈다.
이번 연구 결과를 통한 3차원 뇌 구조의 인공 모사는 알츠하이머나 파킨슨 질병 모델, 인공뇌조직 제작, 손상된 중추 신경세포의 재생 유도 등을 연구하는 데 기여할 것으로 보인다.
연구팀은 “기존의 유전자 조작 방법이 아닌 나노소재를 이용한 박테리아가 새로운 물질을 만들도록 유도하는 측면에서 의미 있는 연구 결과”라면서 “산화그래핀-박테리아 섬유소 수화젤은 신경조직 재생뿐만 아니라 여러 생체 조직의 3차원 모사에도 널리 이용될 것”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
