국내 연구진이 동물의 먹이탐색 과정에서 나타나는 '레비 워크(Levy Walk)' 현상이 세포 내 분자 단위의 물질에서도 일어난다는 사실을 밝혀냈다. 레비 워크의 패턴을 인공적으로 재현할 수 있어 향후 인공 능동물질 개발과 물질전달시스템 개발 등에 적용할 수 있는 기초 자료로 활용할 수 있을 전망이다.
기초과학연구원(IBS)은 스티브 그래닉 첨단연성물질연구단 연구팀이 세포 내 물질 이동에서도 '레비 워크'라는 이동 패턴이 존재한다는 '분자 알고리즘'을 발견했다고 7일 밝혔다.
레비 워크는 프랑스 수학자 폴 레비의 이름을 따 붙여진 현상으로, 상어와 꿀벌, 해파리, 인간에 이르는 동물들이 한 지역에서 불규칙하고 빈번하게 방향을 바꾸며 움직이다가 먼 거리를 이동해 먹이를 찾는 등 무작위적이고 불규칙적인 행동 패턴이나 현상을 뜻한다.
지금까지 레비 워크 현상은 지능을 지닌 동물에서만 나타나는 것으로 알려져 왔다. 이 연구는 지능이 없는 분자 단위의 물질 과정에서 세포 물질이 마치 지능을 가진 것처럼 효율적으로 목적지를 탐색하고 전달하는 레비 워크 패턴을 지니고 있다는 점을 발견했다는 데 의미가 있다고 연구팀은 설명했다.
세포 내 물질은 세포 기능 유지에 필요한 세포분열 세포 내 수송 등을 조절하는 단백질을 총칭하는 '분자 모터'에 의해 운반된다. 분자 모터는 세포 내부에 도로망처럼 뻗어있는 미세소관을 따라 이온, 당, 아미노산 등의 물질을 특정 장소로 운반하는 역할을 한다.
도로망 역할을 하는 미세소관은 속이 빈 원통 모양의 단백질 섬유의 일종으로, 세포 골격을 일정하게 유지시키고 세포 이동에 관여한다.
연구팀은 분자 모터가 물질 전달을 위해 목적지를 찾아 주위를 살피다가 때때로 먼 거리를 이동하는 패턴이 있다는 사실을 관찰했다. 이 패턴은 이동방향에 대한 경향성 때문으로 밝혀졌는데, 가까운 곳을 이동하고 탐색할 때는 방향을 자주 바꾸고, 먼 거리에 도달할 때는 그 방향으로 이동을 지속하는 경향성이 있기 때문이라는 것이다.
마치 우체국 배달부가 역할을 하는 '분자 모터'가 특별한 기억이나 지능이 없음에도 정해진 목적지를 찾아 배송을 마무리하는 패턴을 세포 물질 이동에서 발견한 것이다.
이러한 레비 워크 패턴은 인공적으로 재현할 수 있어 효율적으로 경로를 탐색하거나 목표에 접근할 수 있는 새로운 메커니즘으로 널리 응용될 수 있다.
이 연구결과는 세계적 학술지 '네이처 머티리얼즈(지난달 30일자)'에 실렸으며, 미국 에너지부의 지원을 받아 IBS 연구단과 미국 일리노이대 연구진이 공동으로 수행했다.
스티브 그래닉 단장은 "이 연구는 세포 물질의 이동과 인간 몸의 작동에 대한 근본적인 이해를 제공하는 동시에 레비 워크의 새로운 적용 가능성을 제시했다는 데 의미가 크다"고 말했다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
기초과학연구원(IBS)은 스티브 그래닉 첨단연성물질연구단 연구팀이 세포 내 물질 이동에서도 '레비 워크'라는 이동 패턴이 존재한다는 '분자 알고리즘'을 발견했다고 7일 밝혔다.
레비 워크는 프랑스 수학자 폴 레비의 이름을 따 붙여진 현상으로, 상어와 꿀벌, 해파리, 인간에 이르는 동물들이 한 지역에서 불규칙하고 빈번하게 방향을 바꾸며 움직이다가 먼 거리를 이동해 먹이를 찾는 등 무작위적이고 불규칙적인 행동 패턴이나 현상을 뜻한다.
지금까지 레비 워크 현상은 지능을 지닌 동물에서만 나타나는 것으로 알려져 왔다. 이 연구는 지능이 없는 분자 단위의 물질 과정에서 세포 물질이 마치 지능을 가진 것처럼 효율적으로 목적지를 탐색하고 전달하는 레비 워크 패턴을 지니고 있다는 점을 발견했다는 데 의미가 있다고 연구팀은 설명했다.
세포 내 물질은 세포 기능 유지에 필요한 세포분열 세포 내 수송 등을 조절하는 단백질을 총칭하는 '분자 모터'에 의해 운반된다. 분자 모터는 세포 내부에 도로망처럼 뻗어있는 미세소관을 따라 이온, 당, 아미노산 등의 물질을 특정 장소로 운반하는 역할을 한다.
도로망 역할을 하는 미세소관은 속이 빈 원통 모양의 단백질 섬유의 일종으로, 세포 골격을 일정하게 유지시키고 세포 이동에 관여한다.
연구팀은 분자 모터가 물질 전달을 위해 목적지를 찾아 주위를 살피다가 때때로 먼 거리를 이동하는 패턴이 있다는 사실을 관찰했다. 이 패턴은 이동방향에 대한 경향성 때문으로 밝혀졌는데, 가까운 곳을 이동하고 탐색할 때는 방향을 자주 바꾸고, 먼 거리에 도달할 때는 그 방향으로 이동을 지속하는 경향성이 있기 때문이라는 것이다.
마치 우체국 배달부가 역할을 하는 '분자 모터'가 특별한 기억이나 지능이 없음에도 정해진 목적지를 찾아 배송을 마무리하는 패턴을 세포 물질 이동에서 발견한 것이다.
이러한 레비 워크 패턴은 인공적으로 재현할 수 있어 효율적으로 경로를 탐색하거나 목표에 접근할 수 있는 새로운 메커니즘으로 널리 응용될 수 있다.
이 연구결과는 세계적 학술지 '네이처 머티리얼즈(지난달 30일자)'에 실렸으며, 미국 에너지부의 지원을 받아 IBS 연구단과 미국 일리노이대 연구진이 공동으로 수행했다.
스티브 그래닉 단장은 "이 연구는 세포 물질의 이동과 인간 몸의 작동에 대한 근본적인 이해를 제공하는 동시에 레비 워크의 새로운 적용 가능성을 제시했다는 데 의미가 크다"고 말했다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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