국내 연구진이 세포에서 가장 중요한 소기관 중 하나인 '소포체'에서 칼슘 농도의 변화를 정밀하게 측정하는 센서를 개발했다. 최근 암과 당뇨병, 심장질환, 치매 등 대부분의 노인성 질환에서 소포체 내 칼슘 감소가 보고되고 있어 이를 측정하는 센서로 질환을 조기에 진단할 수 있을 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST)은 정상훈 KIST 강릉분원 천연물융합연구센터장(사진) 연구팀이 김태진 부산대학교 교수(생명과학과)팀과 세포 소포체 내 칼슘농도 변화 추이를 측정하는 '형광공명에너지전이'(FRET) 기반 센서를 개발했다고 7일 밝혔다.
소포체는 단백질 합성 등 세포의 생로병사를 조절하는 중추 역할을 담당하고 있으며, 생명에 필수적인 칼슘을 저장하는 공간이기도 하다. 최근 연구결과에 따르면 노화와 관련한 질환 대부분이 소포체 스트레스와 직접적인 관련이 있으며, 소포체 내의 칼슘 변화가 병변의 신호처럼 감지되고 있다.
연구팀은 빛에 민감하게 반응하는 두 형광물질 사이에서 발생하는 비복사 에너지 전이 현상인 형광공명에너지전이를 이용해 기존보다 측정 효율을 2배 높인 기술을 개발했다. 센서의 감지 부분을 담당하는 단백질 펩타이드의 특정 부위 구조를 변화시켜 소포체 내의 미묘한 칼슘 변화에 효율적으로 반응하도록 해 민감도를 높였다고 연구팀은 설명했다.
정상훈 박사는 "앞으로 노인성 질환 조기진단과 약물 개발 과정에서 필요한 생리활성과 효능 검증에 유용하게 사용될 것"이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 기관고유사업을 통해 수행됐으며, 결과는 국제학술지 '센서스 앤 엑츄에이터스 B 케미칼'(Sensors and Actuators B : Chemical)을 통해 발표됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
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