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세포분자 전자현미경으로 장시간 관찰하는 방법 찾았다

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세포분자 전자현미경으로 장시간 관찰하는 방법 찾았다

2018.08.01 19:30
GIB 제공
GIB 제공

촉촉한 세포와 바짝 마른 세포는 그 모습이나 기능이 완전히 다를 수 있다. 이 때문에 과학자들은 세포나 유기물질을 촉촉한 상태 그대로 전자현미경으로 관찰하기 위해 노력했지만 좋은 방법을 찾기는 어려웠다.

 

스티브 그래닉(Steve Granick) 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단장(UNIST 자연과학부 특훈교수) 팀은 중수(重水)를 이용해 생체분자의 움직임을 긴 시간 동안 관찰할 방법을 처음으로 개발했다고 1일 밝혔다.

 

중수(重水, 중수소 2개와 산소 1개가 결합한 물, 일반적인 물보다 상대적으로 무겁다)를 넣은 그래핀 주머니로 생체분자(유기 고분자 물질)를 감싼 결과, 세포가 쉽게 죽어버리는 현상을 막을 수 있어 전자현미경 관찰 시간을 연장하는데 성공했다.

 

세포는 액체가 대부분이라 용액 내에서 생체물질을 관찰할 수 있는 환경 조성이 필수적이다. 그래닉 단장 연구진은 이전 연구에서 물이 든 얇은 그래핀 주머니를 고안, 전자현미경을 사용할 때 발생하는 시료 건조 문제를 해결한 바 있다.

 

하지만 물을 전자현미경으로 관찰하면서 전자빔과 반응해 공기 방울이 생기는 단점이 생겼다. 연구진은 지금까지 물에 글리세롤 등 다른 물질을 섞어 전자빔의 영향을 줄여왔다.

 

이런 가운데 연구진은 일반 물 대신 중수를 사용함으로써 관찰 시간을 더 연장하는 방법을 개발했다. 일반 물과 중수를 비교한 결과 세포 등의 생체물질을 2배가량 더 긴 시간 동안 관찰할 수 있다는 사실을 확인했다.

 

이번 연구결과를 이용하면 앞으로 생체분자의 작동 원리를 실시간으로 영상화할 수 있을 것으로 보인다. 연구진은 앞으로 더 큰 생체물질을 볼 수 있는 것은 물론, 이번에 개발한 방식을 다양한 종류의 전자현미경에 두루 적용해 생체분자 연구의 근본적 발전도 가능할 것으로 기대하고 있다.

 

공동 제 1저자인 후안 왕 연구위원은 “우리는 전자현미경에서 고분자 시료가 손상되는 문제를 근본적인 단계에서 진전시켰다”고 밝혔다.

 

이 연구결과는 재료 분야 세계적 학술지인 ACS나노 온라인판에 7월 18일자로 게재됐다.

 

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