세포에 항체 직접 주입이 가능하게 됐다

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UCLA의 기술자들과 의사들에 의해 개발된 새로운 장치가 과학자들이 질병의 진행과정을 연구하고 세포 내를 더 뚜렷하게 포착하며, 다른 의학적, 생물학적 연구를 도울 수 있다. 2015년 4월10일 University of California Los Angeles의 보도이다.

 

University of California Los Angeles 홈페이지. 캡쳐/바람아시아

 

연구자들은 나노 입자, 효소, 항체, 박테리아 그리고 다른 "큰 사이즈"의 물질들을 1분당 100,000개 정도의 속도로 포유동물의 세포 안으로 유입시킬 수 있는 매우 효과적이고 자동화된 도구를 만들어냈다.

 

<Nature Methods>에 의해 4월 6일 출판된 이 연구는 Henry Samueli School of Engineering and Applied Science의 기계적 그리고 항공 우주적 그리고 생물학적 분야의 부교수인 Eric Pei-Yu Chiou의 지도 하에 이루어졌다. 공동 연구자들은 학생들, UCLA의 Engineering school과 David Geffen School of Medicine 의 직원과 교수단을 포함했다.

 

최근까지 이른바 '큰 입자', 1마이크로미터보다 더 큰 입자들, 을 세포로 유입시키는 유일한 방법은 마이크로피펫, 실험실에 흔한 주사바늘과 비슷하게 생긴 도구들을 이용하는 방법 밖에 없었는데, 이는 새로운 방법보다 훨씬 더 느리다. 물질을 세포 내로 유입시키기 위한 다른 시도들 -가령 바이러스를 운반 수단으로 이용하거나 화학적 방법으로 이용하는 등- 은 전형적으로 몇 나노미터의 길이밖에 안 되는 작은 분자들에만 유용하다. (1나노미터는 마이크로미터의 1000분에 1이다.)

 

새로운 기계, 이름 하여 biophotonic 레이저 기반의 수술 도구, 혹은 BLAST, 는 각각 비대칭적인 반원 모양의 티태니움으로 코팅된 마이크로미터 넓이의 구멍들이 뚫린 실리콘 칩이다. 구멍들 밑에는 전달되어야 하는 입자들을 포함한 액체들로 차 있다.

 

연구자들은 티태늄 코팅을 데우기 위해 레이저 파장을 이용하는데, 이 티태늄 코팅은 세포와 가까운 부분인 물로 이루어진 층을 순간적으로 끓인다. 이것은 세포 피막 주변에서 폭발하여 커다란 틈을 내는 거품을 생성시킨다. (만분에 일 초만에 끝나는 반응이다) 이 틈을 통해 입자로 가득 찬 액체가 세포 피막이 다시 닫히기 전에 세포 안으로 들어간다. 레이저는 전체 실리콘 칩을 10초 만에 훑을 수 있다.

 

Chiou의 말에 따르면 기술의 성공의 열쇠는 세포 피막의 순간적이고 명확한 통찰력이라고 한다. "빠르게 자를수록, 세포 피막에 더 적은 변동을 줍니다," 라고 California Nanosystems Institute의 회원이기도 한 Chiou는 말했다.

 

큰 입자들을 세포 안으로 유입시키는 것은 이전에 가능하지 않았던 과학적 연구들을 가능하게 만들 수 있다. 예를 들어, 미토콘드리아를 세포 내로 유입하는 것은 세포의 신진대사를 변경시키고 연구자들이 돌연변이 미토콘드리아적인 DNA에 의해 발생된 질병을 연구할 수 있도록 한다.

 

이 방법은 또한 세포를 공격하는 병원균의 생활 주기와 관련된 유전자의 기능을 구별하고 병원균에 대항하는 세포의 방법들을 이해할 수 있게 한다.

 

"이제는 당신이 세포 내로 전달하고 싶은 물질의 크기와 종류는 신경 쓰지 않아도 됩니다. 당신은 모든 걸 세포 내로 밀어 넣을 수 있어요," 라고 Chiou가 말했다.

 

"이런 종류의 연구를 통해 얻은 새로운 정보들은 병원균을 구별해 내어 약을 개발하는 데 쓰일 수 있거나 병원균-호스트 관계가 어떻게 생산적인 감염이나 효과가 있는 세포의 반응을 이끌어내는지 근본적인 통찰력을 제공할 수도 있습니다." 라고 division of pediatric and developmental pathology의 대표이자 신문의 공동 저자이기도 한 Dr. 마이클 테이텔이 말했다.

 

그 장치는 동시에 100,000개의 세포 안으로 물지를 전달할 수 있기 때문에, 하나의 칩만으로도 어떤 실험에서 세포가 어떻게 반응하는지에 대해 충분한 정보를 확보할 수 있다.

 

 

 

김수빈/전주상산고등학교 기자 www.baram.asia T F

박다미 기자

 

**이 기사는 <지속가능 청년협동조합 바람>의 대학생 기자단 <지속가능사회를 위한 젊은 기업가들(YeSS)>에서 산출하였습니다. 뉴스토마토 <Young & Trend>섹션과 YeSS의 웹진 <지속가능 바람>(www.baram.asia)에 함께 게재됩니다.

 

 

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