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암·알츠하이머, 세포 속 생체물질 변화로 분석한다

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암·알츠하이머, 세포 속 생체물질 변화로 분석한다

2019.07.08 16:51
김태영 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부 교수 연구팀이 정상시료와 환자시료 내 존재하는 지질의 상대비를 분자 수준에서 고효율로 측정할 수 있는 분석법을 개발했다. GIST 제공
김태영 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부 교수 연구팀이 정상시료와 환자시료 내 존재하는 지질의 상대비를 분자 수준에서 고효율로 측정할 수 있는 분석법을 개발했다. GIST 제공

국내 연구팀이 암이나 알츠하이머 치매 등 심각한 질환과 관련있는 지질을 분석하는 새로운 방법을 개발했다. 질병에 대한 이해를 높이고 나아가 치료제를 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 


광주과학기술원(GIST)은 김태영 지구∙환경공학부 교수팀이 정상시료와 환자시료 내에 존재하는 지질의 상대비율을 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 새로운 분석법을 개발했다고 8일 밝혔다. 


지질은 몸을 구성하는 세포의 세포막을 구성하는 성분으로 에너지를 저장하고 신호를 전달하는 기능을 담당한다. 지질의 종류와 양이 변화하면 제2형 당뇨병이나 류머티스 관절염, 알츠하이머 병, 암 등의 대사질환이나 면역질환을 일으키기도 한다. 이에 과학자들은 질병의 원인을 찾고 치료법을 개발하기 위해 생체 내 지질의 양을 측정하는 기술 개발에 몰두해왔다. 


연구팀은 ‘대사적 중수 표지법’이라는 기술을 활용해 지질 측정 기술의 효율을 높였다. 대사적 중수 표지법은 수소와 원자번호는 같지만 질량이 더 큰 동위원소인 '중수소'를 사용해 생체 분자를 조사하는 기술이다. 생명체로 하여금 물 대신에 중수소를 사용한 물인 '중수'를 생명활동에 이용하게 하면 체내에 중수소가 들어가게 된다. 이후 체내에 존재하는 전체 수소 가운데 중수소의 비율을 계산할 수 있다.

 

연구팀은 건강한 세포와 질병을 지닌 세포에서 얻은 생체 분자 속 중수소 비율을 계산한 뒤 비교했다. 대표적인 모델 암세포인 '헬라' 세포를 이용해 분석한 결과, 연구팀은 지방산, 글리세롤지질, 인지질, 스핑고지질을 포함한 총 100여 개의 개별 지질의 중수소 상대비율 변화를 검출해 내는 데 성공했다. 각 지질의 상대비율 차이가 클수록 질병 가능성이 높고 검출도 쉬운데, 연구팀은 비교적 차이가 작은 약 100배 수준까지 정량하는데 성공했다. 


김 교수는 “이전에 개발된 동위원소 기반 상대 정량법은 특정 생분자만을 정량할 수 있었는데, 이번 연구에서 개발한 중수 표지법은 지질 외에 단백질, 당, 핵산, 대사체를 포함한 여러 생분자를 동시에 정량할 수 있다”면서 “향후 질병으로 발생하는 생체 변화를 시스템적으로 연구할 수 있는 기술을 제공할 것”이라고 밝혔다.


이번 연구결과는 국제학술지 ‘애널리틱컬 케미스트리’ 지난달 27일자에 발표됐다. 

 

중수 표지법을 이용하여 동위원소분포를 측정하고 지질의 상대정량비를 구하는 모식도로 나타냈다. GIST 제공
중수 표지법을 이용하여 동위원소분포를 측정하고 지질의 상대정량비를 구하는 모식도로 나타냈다. GIST 제공

 

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