신경과학자와 공학자가 공동연구를 통해 신경회로를 원하는 결대로 키우는 바이오칩을 개발했다. 이 기술을 발전시키면 신경세포칩이나 인공 신경회로망 모델 개발로 이어질 수 있을 전망이다.
KAIST 바이오및뇌공학과 남윤기 교수, 장민지ㆍ주성훈 연구원과 고려대 의대 선웅 교수, 김운령 연구교수 공동연구팀은 마이크로미터(㎛) 크기 점을 격자 모양으로 촘촘히 배열해 신경세포가 점을 따라 뻗어가며 성장하는 손톱 크기 바이오칩을 개발했다고 20일 밝혔다.
하나의 신경세포는 케이블 역할을 하는 축색돌기를 통해 1만여 개 세포와 연결되는데, 이때 축색돌기에서 뻗어 나오는 가지가 제대로 발달하지 않으면 자폐, 퇴행성 질환 등 신경질환으로 이어질 수 있다. 그런데 시험관에서는 축색돌기 가지가 무질서하게 자라는 문제가 있었다.
연구팀은 손톱 크기 바이오칩에 생체친화적 고분자인 폴리라이신 점을 5㎛ 크기로 촘촘히 찍은 후 신경세포를 배양했다. 그 결과 축색돌기 가지가 주로 폴리라이신 점에서 생성되는 것으로 나타났다. 반면 특별한 무늬 없이 폴리라이신이 전체에 코팅된 칩에서는 축색돌기 가지가 무작위로 뻗어 나갔다.
선웅 교수는 "폴리라이신 점 위에 신경세포 가지 생성에 관여하는 단백질인 액틴, 튜블린 등이 모여 있는 것으로 확인됐다"며 "이 방법을 응용하면 인공 신경회로망 개발뿐만 아니라 암세포나 줄기세포 증식 같은 세포 현상을 제어하는 바이오칩도 개발할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이 연구는 미래창조과학기술부와 한국연구재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 국제학술지 `랩온어칩(Lab on a Chip)`에 최근 게재됐다.
안경애기자 naturean@
KAIST 바이오및뇌공학과 남윤기 교수, 장민지ㆍ주성훈 연구원과 고려대 의대 선웅 교수, 김운령 연구교수 공동연구팀은 마이크로미터(㎛) 크기 점을 격자 모양으로 촘촘히 배열해 신경세포가 점을 따라 뻗어가며 성장하는 손톱 크기 바이오칩을 개발했다고 20일 밝혔다.
하나의 신경세포는 케이블 역할을 하는 축색돌기를 통해 1만여 개 세포와 연결되는데, 이때 축색돌기에서 뻗어 나오는 가지가 제대로 발달하지 않으면 자폐, 퇴행성 질환 등 신경질환으로 이어질 수 있다. 그런데 시험관에서는 축색돌기 가지가 무질서하게 자라는 문제가 있었다.
연구팀은 손톱 크기 바이오칩에 생체친화적 고분자인 폴리라이신 점을 5㎛ 크기로 촘촘히 찍은 후 신경세포를 배양했다. 그 결과 축색돌기 가지가 주로 폴리라이신 점에서 생성되는 것으로 나타났다. 반면 특별한 무늬 없이 폴리라이신이 전체에 코팅된 칩에서는 축색돌기 가지가 무작위로 뻗어 나갔다.
선웅 교수는 "폴리라이신 점 위에 신경세포 가지 생성에 관여하는 단백질인 액틴, 튜블린 등이 모여 있는 것으로 확인됐다"며 "이 방법을 응용하면 인공 신경회로망 개발뿐만 아니라 암세포나 줄기세포 증식 같은 세포 현상을 제어하는 바이오칩도 개발할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이 연구는 미래창조과학기술부와 한국연구재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 국제학술지 `랩온어칩(Lab on a Chip)`에 최근 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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