육종민 KAIST 교수 연구팀
전자현미경 기술로 관찰 성공
전자현미경 기술로 관찰 성공
KAIST 제공
국내 연구진이 살아 있는 세포를 분자 수준에서 실시간 관찰하는 기술을 개발, 코로나19와 같은 바이러스의 전이·전염 과정을 보다 상세히 분석할 수 있는 길이 마련됐다.
KAIST는 육종민 신소재공학과 교수 연구팀이 한영기 경북대 ITA융합대학원 교수 연구팀과 공동으로 살아있는 세포(사진)를 전자현미경을 이용해 실시간 관찰하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.
전 세계적으로 유행하고 있는 코로나19 바이러스는 수십∼수백 나노미터 크기의 바이러스로 인해 감염되는 질병이다. 나노미터 크기의 바이러스를 비롯해 세포와 세포를 이루는 기관들은 가시광선을 이용한 광학현미경으로 관찰하기 어려워 해상도가 매우 높은 전자선을 이용한 전자현미경 기술이 필요하다.
하지만, 전자현미경 기술을 활용하려면 매우 강력한 진공상태가 필요하고, 가시광선보다 수천 배 이상 높은 에너지를 가지는 전자를 이용하기 때문에 관찰 시 세포의 구조적 손상이 불가피하다. 현재는 극저온 전자현미경을 이용해 고정 및 안정화 작업을 거친 표본만 관찰할 수 있다.
연구팀은 0.2나노미터 두께의 그래핀 박막과 액체 등으로 세포를 감싸 보호한 후, 고진공의 전자현미경 내부에서 탈수에 의한 세포 구조변화를 막아 살아 있는 세포를 분자 단위에서 관찰하는 데 성공했다. 이 과정에서 그래핀으로 덮어주지 않은 세포보다 100배 강한 전자에 노출되더라도 세포가 활성을 잃지 않는다는 사실을 확인했다.
육종민 KAIST 교수는 "이번 연구가 세포보다 더 작은 단백질이나 DNA의 실시간 전자현미경 관찰까지 확대할 수 있는 길을 마련해 향후 다양한 생명 현상의 메커니즘을 근본적으로 규명하는 데 기여할 것"이라고 말했다. 이 연구결과는 국제 학술지 '나노 레터스(지난 5일자)' 온라인판에 실렸으며, 6월호 표지논문으로 선정됐다. 연구에는 구건모 박사과정이 1저자로 참여했으며, 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 연구가 수행됐다.
이준기기자 bongchu@
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