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나노기술 이용 인체단백질 구조 변화 측정 성공루게릭병 등 단백질 이상 질환 진단·치료연구에 적용 가능
송현아 기자 | 승인 2012.02.09 12:55

   
▲ 케미컬 커뮤니케이션즈.출처 : 교육과학기술부
금 나노입자를 이용하여 질병의 원인이 되는 단백질의 변화를 측정하는 새로운 기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.

이번 연구는 교육과학기술부 ‘21세기프론티어 나노소재사업단’(사업단장 서상희), ‘WCU육성사업’ 지원을 받아 서울대학교 이종협 교수팀과 서강대학교 강태욱 교수팀에 의해 공동으로 수행되었다.

일반적으로 치매, 루게릭병, 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환은 신경세포 내외에 존재하는 특정한 단백질의 이상 응집에 따라 발생하는 것으로 알려져 있다.

단백질의 구조변화에 따라 발생하는 이러한 단백질의 응집현상을 관찰하고 이해하는 것은 병의 진단이나 치료제 개발에 중요한 요소이다.

그러나, 기존에는 단백질 변화 양상을 생체조건에서 실시간으로 관찰하기 위해 고가의 복잡한 실험장비를 사용하지 않고서는 불가능하였다. 

공동연구팀은 금나노 입자가 20nm이하에서는 붉은색을 띠다가 나노 입자 사이의 거리가 가까워지면 나노입자의 상호작용에 따라 점점 짙은 보라색을 띠는 성질에 착안하여 연구를 수행하였다.

공동연구팀은 금나노 입자에 SOD1 단백질을 고정시켜 센서를 제작한 후 SOD1 단백질이 응집함에 따라 금나노 입자의 변하는 색을 감지하였다.

즉, SOD1 단백질이 응집체를 만들면서 금 나노 입자도 같이 응집하여 수용액의 색이 붉은색에서 단계별로 점점 짙은 보라색으로  변해가는 것으로 육안으로 관찰 할 수 있었다.

SOD는 인체 내 활성산소를 산소와 과산화수소로 바꾸어 주어 독성으로부터 세포를 방어하는 역할을 하는데 SOD의 변화는 루게릭병(ALS)의 원인이 되는 것으로 알려져 있다.

이종협 교수는 “이번 연구를 통해 단백질 응집체의 변화 양상을 관찰할 수 있는 기반을 제공하여 루게릭병 등의 발병 원인 파악 및 조기진단의 가능성을 보여주었다“고 연구의 의의를 밝혔다.

이번 연구 결과는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’ 2월호에 게재되었고, 연구결과의 중요성을 인정받아 표지논문으로 선정이 되었다.

송현아 기자  wsobi@wsobi.com

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