기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단(단장 김기문 포스텍 화학과 교수)이 강력한 형광 분자 결합쌍을 이용해 세포 자가 포식에 관여하는 세포내 소기관 움직임을 관찰했다고 20일 밝혔다.
자가 포식은 영양이 부족해진 세포가 소기관을 분해해 재활용하는 것을 말한다. 영양분이 부족하거나 외부에서 미생물이 침입했을 때 세포 스스로 생존과 항상성 유지하기 위한 면역 현상이다.
자가 포식이 제대로 일어나지 않으면 세포는 충분한 에너지를 확보할 수 없어 죽게 된다. 그간 학계에서는 자가 포식과 관여한 두 세포 소기관을 관찰하기 위해 형광 단백질을 주로 이용했다.
하지만 자가 포식 과정에서 분해 효소로 인해 형광 단백질도 함께 분해하기 때문에 성과를 내는 데 어려움이 있었다.
IBS 연구진은 강력한 형광 분자 결합쌍인 쿠커비투릴 분자와 아다만탄아민 분자의 특이적 결합 원리를 이용해 자가 포식이 일어나는 세포 소기관 움직임을 안정적으로 관찰하는 데 성공했다. 연구진이 개발한 형광 분자 결합쌍으로는 세포 소기관 각각 움직임뿐만 아니라 두 소기관 융합 과정도 확인할 수 있다.
연구진은 분해 대상인 여러 소기관 중 미토콘드리아에 주목했다. 미토콘드리아가 고장 난 채 적절하게 분해되지 않으면 알츠하이머나 파킨슨씨병 같은 퇴행성 뇌 질환으로 이어질 수 있기 때문이다. 김기문 연구단장은 “형광 분자 결합쌍을 이용한 바이오 이미징 기술은 복잡한 세포 기작을 보다 세심히 연구할 수 있는 길이 될 것”이라고 말했다.
조재근 기자 jack333@cctoday.co.kr