박지호 KAIST 교수팀, 특정 세포에도 적용 가능…질병의 효과적 치료 기대

세포 내부를 훤히 들여다 볼 수 있는 내시경이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 박지호 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀은 미세한 빛을 주고받을 수 있는 광학 나노와이어를 이용해 세포 내에서 나오는 미세한 광학신호를 세계 최초로 검출하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

박 교수팀은 지름이 100나노미터(nm, 10억분의 1m)인 광학 나노와이어의 끝에 빛에 반응하는 물질을 입힌 뒤 세포에 삽입, 빛의 전달을 통해 세포에서 광학신호가 나오면서 내부를 관찰할 수 있도록 했다. 연구팀이 개발한 광학 나노와이어는 세포에 넣어도 손상되지 않을 정도로 작으며, 재료는 빛이 잘 통과하는 주석산화물로 만들어진 반도체를 사용했다. 복잡하고 거대한 시스템을 필요로하는 기존의 방법과는 차별화될 수 있도록, 빛이 잘 통과하는 주석 산화물로 구성된 반도체를 이용해 세포가 손상되지 않을 만큼 작게 만들었다.

이에 따라 인체의 장기를 관찰하는 내시경처럼 고해상도로 세포 내에서 일어나는 미세한 생물학적 현상을 연구할 수 있게 돼, 질병을 보다 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 박 교수는 "이번 연구에서는 생체 외에서 배양된 세포에만 적용했지만 곧 이 기술을 생체 내에 위치하는 특정세포를 아주 미세하게 광학적으로 자극하고 조정할 수 있게 될 것"이라며 "앞으로 생체 내 특성부위의 세포 안에서 일어나는 생물학적 현상을 연구해 질병을 효과적으로 치료하는 데 활용될 수 있을 것"이라고 강조했다.

이번 연구 결과는 세계적 권위의 나노기술 학술지인 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 지난해 12월 18일자 온라인 판에 게재됐다.

▲나노내시경을 통하여 세포내 특정부위로 양자점나노입자(적색 점)가 빠르게 전달된
살아있는 단일 암세포(세포막은 녹색선)를 보여주는 형광공초점 사진.
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