국내 연구진이 나노 기술을 통해 그동안 미시적 분자 단계였던 세포막 연구를 실제 세포단위에서 가능하게 했다. 향후 신약 개발과 질병치료에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

서울대 공대(학장 이건우)는 전기정보공학부 이신두 교수 연구팀이 기존 체외 세포막 연구의 장애물이었던 연속적 단일층-이중층 구조를 최초로 구현하는데 성공했다고 지난 27일 밝혔다.

연구팀은 나노전사기술을 이용하여 생체적합고분자의 세포막 단백질 표면 지형과 소수성이 유사한 단일층 패턴을 제작했고, 이를 통해 분절되지 않은 단일층-이중층 구조를 나타냈다.

또한 이 구조에서 세포막의 주요 구성 성분인 콜레스테롤, 지질 분자 등이 단일층을 선호하며, 스스로 정렬하여 단백질 결합을 유도하는 것을 최초로 밝혔다.

학계에서는 이 결과가 실제 세포 분화나 포식 과정에서 발생하는 연속적 구조를 모사하고 있어, 향후 생체신호 전달 과정과 질병 관련 단백질의 결합 기전, 신약 개발과 약물 전달 등을 세포 단위에서 연구할 수 있는 중간 플랫폼을 제공할 것으로 전망하고 있다.

이 교수는 “현재 세포막 연구는 대부분 미시적 분자 또는 거시적 질병 수준에서만 진행되고 있어, 실제 세포 단위의 구조적 측면에서 중간 플랫폼을 마련하는 것이 필요했다”고 밝혔다.

이어 “연속적 단일층-이중층 구조를 통해, 정상 세포와 암 세포의 구조적, 기능적 차이 등을 규명하면 신약 개발 및 질병 치료를 위한 핵심 정보를 얻을 수 있을 것”이라고 말했다.

한편 해당 연구는 미래창조과학부 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아, 서울대 이신두 교수, 유용상 박사가 주도하고 경희대 손영주 교수, 미네소타대 오상현 교수, 캘리포니아대 파릭 교수와 공동 진행했다. 연구 결과는 국제과학학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 27일자 온라인 게재됐다.