포스텍 제정호 교수팀
[포항=일요신문] 임병섭 기자 = 구리는 우리 몸에 필수적이지만 양이 변하면 알츠하이머나, 파킨슨, 루게릭병 등 심각한 퇴행성 신경질환을 일으키는 물질이다. 세포 속에서 유지돼야 하는 구리의 양에 대해서는 아직까지 정확하게 알려지지 않았다.
포스텍(POSTECH·포항공과대학교)은 신소재공학과 제정호 교수·통합과정 이준호씨 연구팀이 뉴런세포와 빛으로 교감하며 구리이온의 정확한 양을 측정하는 ‘세포내시경’ 기술을 최초로 개발했다고 4일 밝혔다.
이번 연구 결과는 재료분야 권위지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)지 최신호를 통해 발표됐다.
연구팀은 지금까지 정량적인 분석이 어려웠던 광학기술의 한계를 뛰어넘는 대뇌피질과 해마 뉴런에 들어 있는 구리이온을 정량적으로 측정하는데 성공했다.
구리이온은 신경계를 조절하는 물질로 알츠하이머와 같은 퇴행성 신경질환을 조기에 진단할 수 있으려면 신경세포(뉴런) 속에 구리이온이 얼마나 분포돼 있고 어느 수준이 적정한지를 파악할 수 있어야 한다.
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 단점이 있었다.
연구팀은 구리이온과 반응해 빛의 형광을 변화시키는 나노선 탐침을 개발, 빛으로 세포와 미세한 광학신호를 직접 주고받도록 해 빛이 산란되거나 흡수되는 현상을 최소화해 뉴런 세포 속 구리이온의 정량분석을 하는데 성공했다.
이 연구는 퇴행성 신경질환의 조기진단이나 치료는 물론 생체정보 모니터링이나 나노 크기의 바이오센서로 적용할 수 있을 것으로 전망된다.
제정호 교수는 “구리이온 양을 정확하게 측정하는 이 기술은 알츠하이머와 같은 퇴행성 신경질환의 조기진단은 물론 지금까지 뇌에서 우리의 기억이 만들어지는 미스터리를 풀어낼 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구성과는 한국산업기술진흥원의 KIAT 사업과 교육부·한국연구재단의 BK21 플러스 사업의 지원을 받아 수행됐다.
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