[대덕넷]나노 기술 기반 둔 효과적인 암 치료 방법

암스테르담의 전자재료 연구소의 연구자들은 두 명의 하버드대 연구자들과 공동으로 나노 기술에 기반을 둔 '효과적인 이식'으로 암을 치료하는 방법을 개발했다. 이 방법을 통해 연구자들은 폐, 췌장, 전립선암 등을 대상으로 한 의약물 기반의 치료와 이들의 방사선 치료 효율을 증진시킬 수 있었다.

Srinivas Sridhar 전자재료 연구소의 교수와 노스이스턴대의 연구자들, 그리고 대학원생들과 재학생들로 이루어진 이번 연구팀은 이번 연구를 위해 브링햄 여성 병원의 Michael Makrigioros와 다나 파버 암센터(Dana-Farber Cancer Institute)의 Robert Cormack 등과 공동 연구를 수행했다.

이들 병원들은 하버드 의과 대학과 긴밀한 협조를 통해 이번 성과를 거둘 수 있었다. 노스이스턴대의 연구 부학장인 Sridhar은 "이번 공동 연구는 우리로 하여금 나노 기술에 기반을 둔 암의 치료를 다음 단계로 끌어올릴 수 있도록 도움을 주었다"며 "이러한 형태의 전통적인 연구를 통해 의약분야에서의 발전이 이루어질 수 있다고 생각한다"고 이번 연구 성과를 언급했다.

Makrigiorgos 연구원은 "우리는 보다 정확하고 시의 적절한 방법으로 나노 기술에 기반을 둔 효과적인 암 치료법을 개발하기 위해 노스이스턴대의 연구자들과 공동 연구를 수행했다"며 "이 기술은 환자들에게 뛰어난 편의성을 제공하며 미래에는 이런 종류의 암 뿐만 아니라 다른 종류의 암에 대해서도 치료 성과를 높일 수 있을 것"이라고 말했다.

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◆두 다리로 걷는 보행분자

영국 화학자들이 곧은 분자 궤도를 앞뒤로 걸을 수 있는 두 개의 다리를 가진 분자를 고안했다. 이 시스템은 자연에서 사용되는 분자 기계와 유사한 방식으로 짐을 옮길 수 있는 인공적인 직선형 분자모터(molecular motor)를 위한 기반을 형성해줄 수 있을 것으로 보인다.

에딘버그대학교의Max von Delius와 Edzard Geertsema, David Leigh는 두 개의 주요 구성요소-두 개의 화학적으로 구분되는 '발'을 가진 21 원자 '보행분자(walker)'와 각각의 발을 위해 특화된 발판들을 가진 4단계 저중합체 궤도로부터 모터를 만들었다.

첫번째 발은 히드라지드(hydrazide) 부분을 가지고 두 번째 발은 황(sulfur)에 기반한 기를 가진다. 그 궤도는 알데히드와 이황화기로 번갈아 구성된다.

히드라지드 부분을 가지는 발은 한 쪽에 있는 알데히드 발판들 중의 하나와 가역적으로 공유 히드라존 결합를 형성하는데 반해, 이황화 발은 그 자리에 고정된 채로 남아 있다.

보행분자는 다리를 번갈아 들어 새로운 발판을 찾아 궤도를 오르내리게 된다. 일을 수행하기에 훨씬 더 유용하게 그것을 한 방향으로만 걷게 하기 위해서는 최소한 한쪽 발이 다른 방향보다 한 방향으로 더 잘 움직이도록 하기 위한 성향을 도입해줄 필요가 있다.

영국의 캠브리지대학교에서 복잡한 분자 구조들을 연구하고 있는 Jonathan Nitschke는 "이 연구가 복잡하고 유용한 일들을 할 수 있는 분자 시스템을 얻는데 관심을 가지고 있는 화학자 공동체의 도구상자에 새로운 도구를 넣어 준다"고 말했다.

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◆결빙에도 살아남는 곤충dml 고성능 X-선 연구

축구장 크기의 현미경을 이용해 캐나다의 웨스턴 온타리오 대학의 연구자들은 왜 일부 곤충들은 결빙 상태에서 생존할 수 있는지 그리고 다른 곤충들은 그럴 수 없는지에 대한 연구를 수행했다.

일상적으로 발견되는 과실파리(Drosophila melanogaster)는 결빙상태에서도 생존할 수 있는 능력을 가지고 있는 곤충 중의 하나이고 이 곤충은 상당히 많은 부분의 유전적 요소를 공유하고 있다.

미국 일리노이주 시카고 근처에 위치한 고성능광원을 사용하는 연구팀을 이끌고 있는 브렌트 싱클레어(Brent Sinclair)는 "이것은 세계에 유일한 장비로 결빙상태의 곤충에 대한 이미지를 얻을 수 있다"고 말했다.

웨스턴 온타리오 대학의 생물학과의 부교수인 싱클레어는 얼음형성의 물리적인 과정은 결빙상태에서 생존할 수 있는 생물종과 생존할 수 없는 생물종 사이의 일관적인 패턴을 발견할 수 있다.

싱클레어는 "우리는 온타리오 지방고유의 결빙상태에서도 생존할 수 있는 곤충인 'Chymomyza amoena'와 다른 가까운 계통인 과실파리인 'Drosophila melanogaster'를 비교했다"며 " 이러한 아이디어는 결빙에도 살아남는 일부 곤충과 그렇지 않은 곤충에 대한 문제 해결책을 찾기 위한 것"이라고 말했다.

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◆바이오연료 생산 최적화 위한 새로운 효소

미국 에너지부의 과학자들은 식물의 핵심 세포벽 성분인 리그닌(lignin)의 생성을 간섭할 수 있는 잠재력을 가진 새로운 효소를 만들어냈다. 이 새로운 효소는 리그닌 생합성에 대한 이해를 넓히는데 이용될 수 있으며, 바이오연료로 전환하기 용이한 식물의 생산을 가능하게 할 것으로 보인다.

연구팀은 특별한 수산화 그룹을 메틸화시킬 수 있는 독특한 효소를 만들어 냈고 리그닌 생합성을 방해할 수 있는 방법으로 활용될 수 있게 됐다.

연구팀은 효소가 일으키는 변화를 규명하기 위해 효소의 구조적 모델과 유전자코드를 검사에 컴퓨터를 이용했다. 이 과정을 통해 효소의 특수성을 변화시킬 수 있는 7가지 가능한 아미노산 지점을 발견했다.

최종적으로 획득한 효소는 원하는 위치에서 리그닌 전구체를 메틸화하는데 거의 이상적인 활성을 보여줬고 실험실적으로 진행된 생화학적 실험결과, 이 새로운 효소가 리그닌 전구체의 메틸화에 사용됐을 때 변형된 전구체는 리그닌 고분자와 더 이상을 결합을 형성할 수 없었다.

이것은 리그닌 합성 메커니즘에 대한 직접적인 실험적 증거인 셈이다. 연구팀은 다음 단계의 연구로 식물이 아닌 목재에서도 실행할 수 있는지를 연구하고 있다.

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[자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]