(인+지) 세포내 생명현상 동영상촬영기술 나왔다

세포내의 신호전달을 직접 보고 동영상으로도 촬영할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

고려대학교 화학과 조봉래 교수와 김환명 박사팀은 파장이 길고 에너지가 낮은 근적외선 영역의 광자(photon) 두개를 동시에 흡수했다가 형광으로 방출해 생체 조직 깊은 곳에서 일어나는 생물학적 변화를 이광자(two-photon) 현미경으로 볼 수 있게 해주는 표지물질을 개발했다고 2일 밝혔다.

연구진은 이 물질을 이용해 세포 내 칼슘이온 농도의 동적변화와 리소좀의 활동을 살아있는 쥐의 뇌 조직 깊은 곳에서 동영상으로 촬영했으며 그 결과를 국제학술지 ‘안게반테 케미’와 ‘케미스트리 유로피언 저널’ 등에 발표했다.

최근 파장이 길고 에너지가 낮은 근적외선을 이용하는 이광자현미경이 개발돼 생체조직 구조와 생물학적 현상을 연구에 이용되고 있다.

하지만 표지자가 개발되지 않아 연구에 어려움이 있던 상황이다.

이광자표지자는 강한 이광자형광을 방출하고 관찰하고자 하는 기질에 선택적으로 염색이 돼 적은 농도로도 밝은 이광자현미경 영상을 얻을 수 있어야 한다.

연구진은 세포에서 생명현상을 조절하는 신호전달 물질인 칼슘이온의 움직임을 관찰할 수 있는 표지자와 세포 내 소기관인 리소좀에서 이광자형광을 방출하는 표지자를 합성해 쥐의 뇌 조직 150㎛ 깊이에서 이들의 변화를 장시간 동영상으로 촬영하는데 성공했다.

김환명 박사는 “이들 표지자를 이용하면 쥐의 뇌세포 안에서 신호가 전달될 때 칼슘이온을 주고받는 모습과 리소좀이 신경돌기를 통해 활발히 움직이는 생명현상을 고속으로 장시간 촬영할 수 있다”고 말했다.

조봉래 교수는 “앞으로 생체 내에 존재하는 각종 이온과 단백질 등 생물학적으로 중요한 물질을 검출할 수 있는 이광자 표지자와 생물학적 현상을 실시간으로 관찰할 수 있는 표지자, 질병 진단에 사용할 수 있는 이광자 진단시약과 치료제 개발 등의 과제를 수행할 계획”이라고 말했다.

/[e-mail]이재원기자