기존보다 10배 빠른 3D세포촬영기술 개발…포스텍·서울아산병원·GIST

포스텍 김기현 교수

서울아산병원 김명준 교수

포스텍과 서울아산병원, GIST 공동 연구팀이 세균 감염이나 예방에 활용되는 항생제를 ‘형광잉크’로 사용함으로써 살아있는 세포를 3D로 촬영할 수 있는 기술을 개발했다.

포스텍은 19일 기계공학과 김기현 교수와 화학과 김성지 교수, 서울아산병원 안과 김명준 교수와 소화기내과 명승재 교수, 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 정의헌 교수로 구성된 공동연구팀은 항생제와 다광자현미경을 이용해 기존보다 10배 빠르게 생체조직내 세포를 촬영할 수 있는 기술을 개발, ‘사이언티픽 리포트’지를 통해 발표했다고 밝혔다.

연구팀에 따르면 다광자현미경은 3D 해상도를 가지는 고성능 현미경 기술로 생체 내 신경세포나 면역세포, 암세포 등의 기초 연구에 활용되고 있다. 하지만 여러 임상에서는 속도가 지나치게 느려 활용되기 어려웠다.

공동연구팀은 안과나 내과에서 활용되고 있는 ‘목시플록사신’이란 항생제가 형광 특성이 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 먼저 이 항생제를 안구에 투여한 후 항생제가 각막에 침투하는 과정을 다광자현미경으로 영상화해 그 결과를 지난 5월 처음 학계에 발표했다.

그후 연구팀은 같은 항생제를 사용해 피부와 소장, 방광 등 생체조직 내 세포를 고속 촬영하는 한편 생체조직 내 세포의 분포뿐 아니라 실시간 움직임을 고해상도로 영상화해내는 데 성공했다. 목시플록사신을 세포의 형광염색제로 사용하면 기존보다 10배 빠른 고속 영상화가 가능하다는 사실을 처음으로 밝혀냈다.

특히 이 연구에서 형광 물질로 사용한 항생제는 촬영에 필요한 수준이라면 몸에 부담이 가지 않는 것은 물론, 염색 방법이 간단하고 소요 시간도 수 분 내에 불과해 임상에서도 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다.

김기현 포스텍 교수는 “이번 연구는 다광자현미경을 임상에 적용할 수 있는 기술을 제시했다는 데 의의가 있다”며 “이번 성과를 바탕으로 안과나 피부과, 소화기내과에서 이를 이용한 진단이나 치료에 활용할 수 있는 기법들을 개발하고 있다”고 말했다.

포항=마창성기자 mcs12@yeongnam.com

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