의약품 원료인 단백질, 항체, 호르몬 등을 생산하는 동물세포 배양기 내에서 세포손상을 막는 분석장치 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 정민근)은 김주민 아주대학교 교수와 황욱렬 경상대학교 교수 공동연구팀이 동물세포 배양기 내 산소기포 파열에 의한 세포 손상을 측정하는 미세유체장치를 개발했다고 17일 밝혔다.

동물세포 배양기에서 세포를 배양할 때 필수적으로 공급되는 산소 기포는 표면에 닿으면 파열된다. 이때 발생하는 외력을 신장응력이라 하는데 세포 손상의 주요 원인으로 알려져 있다. 그동안 신장응력 발생에 대한 정교한 유동제어 방법이 없어 세포 손상 정도를 측정하는데 어려움이 많았다.

김주민·황욱렬 공동연구팀은 신장응력에 의한 세포 손상을 측정하기 위해 미세유체장치를 제작했다. 미세유체장치는 높이 100μm 이하로 구성된 미세유로에서 일어나는 유동현상을 정밀 제어해 DNA, 단백질 및 세포 등을 분석할 수 있는 미세장치이다.

연구팀은 미세유체장치를 이용한 추가연구를 통해 기포 크기에 따른 세포 손상을 측정하고 세포손상을 최소화하는 특정 크기의 기포가 생성되는 제어기법을 개발했다.

또한 실제 세포 배양 생산성을 확인하기 위해 비교 실험을 진행했다. 이 결과 치료용 항체(IgG) 단백질의 경우 미세유체장치 결과를 도입한 배양기에서 기존 112mg 보다 향상된 126mg의 생산량을 확인했다.

미래창조과학부 지원을 받은 이번 연구결과는 영국 왕립 화학회 학술지 '랩 온 어 칩(Lab on a chip)' 2016년 신년호 표지논문으로 게재됐다.

김주민 교수는 "미세유체장치는 사전에 세포 손상 조건을 확인할 수 있어 동물세포 배양기 생산성 향상에 크게 기여할 것"이라고 말했다.