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원자핵이 서양배처럼 생겼다고?

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원자핵이 서양배처럼 생겼다고?

2013.05.13 10:18

 

  이번 주 ‘네이처’는 서양배 모양으로 생긴 원자핵 모형을 표지로 선정했다.

 

  영국 리버풀대 피터 버틀러 교수가 이끈 국제 공동 연구진은 유럽입자물리연구소(CERN) 설비를 이용해 서양배 모양으로 생긴 핵이 존재한다는 사실을 실험적으로 증명했다.

 

  그동안 원자핵은 나선형이나 럭비공 모양을 하고 있다고 알려져 왔다. 일부 무겁고 불안정한 원자에서 핵이 서양배 모양으로 존재할 거라는 예측이 있었지만 이에 대한 실험적 증거는 없었다.

 

  원자핵의 모양은 양성자와 중성자의 수 그리고 이들 사이의 힘에 따라 결정되는데, 안정한 상태에서 핵은 중성자와 양성자 껍질에 둘러싸여 주로 나선형으로 존재한다. 여기에 양성자나 중성자가 더해지거나 들뜬 상태가 되면 럭비공 모양이나 납작한 공 모양으로 바뀌기도 한다.

 

  연구진은 ‘REX-ISOLDE’라는 장치를 이용해 원자핵이 서양배 모양으로도 존재한다는 증거를 발견했다. 빛 속도의 8% 정도로 가속된 빔을 방사선 동위원소인 라듐-224에 쪼였더니 원자핵이 서양배 모양으로 바뀌는 현상이 나타난 것.

 

  연구자들은 이번 발견이 지금까지 이론으로만 존재했던 모델을 바로 잡고, 이론물리학의 표준모형을 확장하는 데 중요한 실험적 근거가 될 수 있을 것이라고 전망했다.

 

  이번 주 ‘사이언스’는 생식계열 B세포수용체(그림 하단)와 결합해 항체 면역 반응을 하는 HIV 면역원(그림 중앙)의 모습을 표지에 담았다.


  1980년대 초 에이즈를 유발하는 HIV(인체면역결핍바이러스)가 발견된 뒤, 이를 정복하기 위한 과학자들의 연구는 계속 됐다.

 

  2010년엔 HIV 장기 보균자의 혈액 샘플에서 다양한 HIV변종에 적용될 것으로 기대되는 ‘광범위중화항체(bNAbs)’가 발견되기도 했다.


  이번에 미국 스크립스 연구소(TSRI)와 국제에이즈백신추진본부(IAVI)의 연구팀에 의해 디자인된 ‘eOD-GT6’ 면역원은 중화항체 VRC01을 생성하는 B세포와 결합해 항체의 활동을 돕도록 설계됐다. 직경 30nm(나노미터, 1nm=10억분의 1m) 크기의 바이러스 유사 나노입자다.


   연구팀은 ‘로제타(Rosetta)’라 불리는 단백질 모델링 소프트웨어로 시뮬레이션을 해 HIV단백질 표면에 항체가 단단히 결속될 수 있도록 하는 면역원 후보군을 선별해냈다. 그런 후 ‘효모표면디스플레이(yeast surface display)’, ‘유세포분석기(FACS)’ 등을 활용해 B세포수용체와 친화력이 높은 면역원 디자인을 완성했다.

 

  연구를 이끈 TSRI 윌리엄 쉬프(William Schief) 박사는 “이번에 디자인한 면역원을 인간 항체를 생산하도록 조작된 쥐에 실험해 성공한다면, 궁극적으로는 인간에게도 적용될 것”이라고 말했다.

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