제정호 교수팀, 세포내시경 기술 개발 '알츠하이머' 조기진단 기대

[자료사진= POSTECH 제공] 제정호 교수팀이 살아있는 뉴런세포와 빛으로 교감하며 구리 이온의 정확한 양을 측정하는 '세포내시경' 기술을 최초로 개발했다. 

아주경제 한준호 기자 = 제정호 POSTECH(포항공대) 신소재공학과 교수팀이 살아있는 뉴런세포와 빛으로 교감하며 구리이온의 정확한 양을 측정하는 '세포내시경' 기술을 최초로 개발했다. 

그 동안 세포 속에서 유지돼야 하는 구리의 양에 대해서는 정확하게 알려지지 않았지만, 대뇌피질과 해마 뉴런에 들어있는 구리이온을 정략적으로 측정하는데 성공하면서 재료분야 권위지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)지를 통해 발표됐다.

이 기술은 알츠하이머와 같은 퇴행성 신경질환의 조기진단은 물론 지금까지 뇌에서 우리의 기억이 만들어지는 미스터리를 풀어낼 것으로 학계의 기대를 모으고 있다.

구리이온은 신경계를 조절하는 물질로서, 알츠하이머와 같은 퇴행성 신경질환을 조기에 진단할 수 있으려면 우리 신경세포(뉴런) 속에 얼마나 분포돼 있으며, 어느 수준이 적정한지를 파악할 수 있어야 한다.

그러나 기존 측정방식은 구리 이온을 별도로 측정하지 못하거나, 그 분석내용이 부정확하게 나오는 등 세포 속의 금속이온을 정량분석하기 어렵고, 방법에 따라 냉각된 세포에만 사용할 수 있거나, 독성이 세포에 들어갈 수 있다는 단점을 가지고 있었다.

이에 연구팀은 구리이온과 반응하여 빛의 형광을 변화시키는 나노선 탐침을 개발해 빛으로 세포와 미세한 광학신호를 직접 주고받도록 해 세포에 형광인자를 주입할 필요가 없고, 빛이 산란되거나 흡수되는 현상을 최소화해 뉴런 세포 속 구리이온의 정량분석을 하는데 성공했다. 

이 연구는 퇴행성 신경질환의 조기진단이나 치료에 응용될 수 있음은 물론, 생체정보의 모니터링이나 나노크기의 바이오센서로 적용할 수 있을 것으로 전망된다. 특히 구리이온은 뇌에서의 기억형성에도 관여하는 것으로 알려진 만큼 정확하게 어떠한 역할을 하는지에 대한 궁금증도 풀릴 것으로 기대된다.