국내 연구진이 세계 최초로 ‘엔도좀’, ‘엑소좀’, ‘리소좀’ 등 생체 세포 속에 있는 소기관들을 빛으로 제어하는 데 성공했다. 세포 소기관은 세포의 성장이나 이동, 분화, 사멸은 물론 신경전달 등 거의 모든 생명 현상에 관여하고 있기 때문에 이번 연구는 암과 신경질환 치료에 새로운 해법을 제시했다는 평가를 받고 있다.

●허원도 교수팀 ‘생체막 올가미’ 개발

기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 허원도(카이스트 생명과학과) 교수팀이 엔도좀 등 세포 속 소기관들의 움직임을 빛으로 자유롭게 조절할 수 있는 ‘생체막 올가미’라는 광(光)유전학 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 성과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미컬 바이올로지’ 최신호에 발표됐다.

세포 내 물질의 수송은 복잡하게 움직이는 막 구조 세포 소기관들이 담당하고 있지만, 그동안은 이들의 움직임을 제어할 방법이 없어 세포 관련 연구가 활발하지 못했다.

연구팀은 세포 소기관의 생체막 성분인 ‘랩(Rab) 단백질’을 푸른색 빛에 반응하는 단백질과 결합해 일종의 올가미를 만들었다. 이 올가미를 이용할 경우 푸른색 빛을 비추면 세포 소기관들이 서로 뭉쳐 움직이지 않고, 빛을 끄면 활발하게 움직인다.

●“최소 자극으로 각종 질병 치료”

연구진은 실험 동물의 암세포와 신경세포에 생체막 올가미를 주입한 뒤 푸른색 빛을 비추자 세포 소기관들이 서로 응집해 이동이 일시적으로 정지돼 암세포와 신경세포의 성장이 멈추는 것을 확인했다.

허 교수는 “이번 연구는 약물이나 전기자극이 아닌 빛을 비추는 최소한의 자극으로 살아 있는 세포 속에 있는 소기관을 움직일 수 있게 해 적외선이나 미세한 광원을 이용해 신경세포 재생이나 생체막 이상으로 생기는 각종 질병을 치료할 수 있는 단초를 마련했다는 데 의미가 있다”고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr