메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

세포에 DNA 전달하는 '금나노선 세포 주사기' 개발

통합검색

세포에 DNA 전달하는 '금나노선 세포 주사기' 개발

2013.05.16 09:06

우리의 몸은 약 100조개의 세포로 이뤄진 거대한 집합체다. 각각의 세포들은 주변 세포와 신호를 교환함으로써 단백질을 만들고, 삼투압을 조절하는 등 몸 안의 중요한 기능을 수행한다.

 

그런데 이 세포내의 유전자에 문제가 생기면 암이나 기타 질병을 유발하는 비정상세포가 된다. 이 때문에 비정상적인 유전자가 발현되지 않도록 세포에 원하는 유전물질(DNA)을 선택적으로 주입하는 기술에 대한 연구가 활발하다.

 

이러한 상황에서 세포의 핵에 유전물질을 정교하게 전달할 수 있는 금 나노 주사기가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

 

KAIST 화학과 김봉수 교수와 생명화학공학과 이상엽 교수 공동연구팀은 금 나노선을 이용해 세포를 손상시키지 않으면서 DNA를 핵에 직접 전달할 수 있는 방법을 개발했다고 15일 밝혔다.

 

금 나노선 표면에 유전자를 붙여 세포핵에 찔러 넣는
금 나노선 표면에 유전자를 붙여 세포핵에 찔러 넣는 '금 나노선 세포주사기' 시스템의 모식도 - KAIST 제공

금은 인체에 닿을 때 다른 금속보다 독성이나 부작용이 적을 뿐만 아니라 나노 사이즈 굵기로 가늘게 만들어도 강하고 매우 유연한 성질을 갖는다. 연구팀은 이 같은 성질에 주목해 100나노미터(㎚, 10억분의 1m)굵기의 실 형태인 ‘금 나노선’을 만들었다.

 

이 나노선 표면에 녹색 형광을 내는 단백질을 만드는 DNA를 붙인 뒤 세포의 핵에 찔러 넣은 결과, DNA를 주입한 세포에서 녹색형광 빛이 나오는 것을 확인했다. 이 DNA가 세포안으로 제대로 전달됐을 경우 녹색 형광빛을 내는 단백질을 만들기 때문에, 녹색형광 빛을 확인한 것은 세포를 손상시키지 않고 DNA가 성공적으로 전달됐다는 의미다.

 

 금 나노선 주사기에 의해 세포핵에 직접 전달된 다양한 형태의 DNA가 녹색 형광 단백질로 발현되었다. - KAIST 제공
금 나노선 주사기에 의해 세포핵에 직접 전달된 다양한 형태의 DNA가 녹색 형광 단백질로 발현되었다. - KAIST 제공

기존의 세포주사기는 굵기가 마이크로(㎛, 1백만분의 1m)사이즈였기 때문에 수십 마이크로미터에 이르는 세포에 찔렀을 때 세포를 손상시킨다는 문제가 있었다. 이번에 개발된 금 나노선 주사기는 세포 크기의 100분의 1수준으로 가늘게 만들어 기존 세포주사기의 단점을 완벽하게 보완했다는데 의의가 있다고 연구진은 설명했다.

 

김 교수는 “이번에 개발된 금 나노선 세포주사기는 세포 내부의 원하는 위치에, 원하는 시간에, 원하는 양만큼 유전 물질이나 단백질 등을 정교하게 전달할 수 있다”며 “앞으로 유전자 치료법, 표적형 약물 전달 개발 연구에서 선도적 역할을 할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

이 연구 결과는 나노 분야 국제학술지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 2일자 온라인 판에 게재됐다.

 

태그

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

7 + 7 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기