국내 연구진이 암세포 이동과 신경세포활성화를 비롯해 다양한 세포 기능에 관여하는 신호전달 스위치 단백질을 관찰하는 기술 개발에 성공했다.
기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 인지 및 사회성 연구단 소속 허원도 KAIST 생명과학과 교수팀이 신호전달 스위치 단백질 활성을 모니터링하는 바이오센서를 개발하고, 살아있는 생쥐 신경세포 활성화를 관찰했다고 14일 밝혔다.
세포 신호전달 스위치 단백질은 마치 스위치처럼 활성화 여부로 세포 기능을 제어한다. 대표적인 신호전달 스위치 단백질인 '스몰 STPase' 단백질은 세포 이동, 분열, 사멸, 유전자 발현에 관여한다.
그동안은 형광단백질 간 형광 세기 변화 비율로 대상을 측정하는 '형광 공명에너지 전달' 방식으로 이 단백질을 관찰했는데, 광 파장이 겹쳐 세포신호 변화 관찰이 어려웠다.
연구팀이 개발한 바이오센서는 이 단백질이 보이는 모든 변화 과정을 실시간 관찰한다. 조직 안에서 일어나는 수 나노미터(㎚) 크기 변화까지 정밀하게 볼 수 있다. 단백질 공학 기술로 두 가지 파장에서 관찰이 가능한 바이오센서를 개발한 결과다.
연구팀은 미국 막스 플랑크 플로리다 연구소와 공동 연구를 진행해, 생쥐 뇌 영역 운동피질에서 스몰 GTPase 단백질 활성을 관찰하는 것도 성공했다.
연구팀은 이 기술이 살아있는 동물 암세포 전이와 뇌 속 신경세포 구조변화 관찰에도 쓰일 수 있다고 설명했다. 세계에서 처음으로 살아있는 쥐의 신경세포 수상돌기 가시에서 스몰 STPase 단백질 활성을 관찰했다.
허원도 교수는 “이번 연구는 기존 바이오센서가 가진 기술 한계를 극복한 것”이라며 “세포막 수용체 관련 세포신호전달 연구와 뇌인지과학연구에도 접목 가능하다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
