세포막에 통로를 형성하는 분자 튜브 개발
새롭게 개발된 분자 집합체가 스스로 세포막 사이로 들어가서 닫혀 있는 세포막에 새로운 통로를 형성하는 사실을 본 연구팀에 의해 입증하였다.
이를 통해 이온들이 세포 안과 밖을 자유로이 왕래할 수 있다는 사실이 확인되었으며 이는 특정한 세포의 활동 제어에 그 응용 가능성이 있다.
이번 연구 성과는 항생제 내성이 있는 병원균 혹은 감염된 세포를 제거할 수 있는 차세대 항생제 개발을 위한 원천 기술을 세계 최초로 확보한 것으로 평가된다.
이 연구결과는 18일 새벽 2시(한국시간) ‘네이쳐’ (Nature)의 자매지이자 재료화학 분야의 세계 최고 권위의 학술지인 ‘네이쳐 머터리얼즈’ (Nature Materials) 온라인 판에 발표되었다.
1. 연구배경
다양한 항생제들은 병원균의 세포막에 물질이 통과할 수 있는 통로를 형성하는데 이를 통해 세포 안의 내용물이 빠져나옴으로써 병원균은 죽게 된다. 이러한 이유로 많은 연구자들이 세포막에 통로를 형성하는 분자들을 합성하고 그들의 특성을 이용한 새로운 항생제 개발을 시도하고 있다.
많은 연구자들이 복잡한 과정을 통해 분자들을 합성하여 약으로써의 기능을 연구하는데 비해, 합성한 분자가 스스로 응집하여 형성된 집합체를 항생제로 이용하려는 연구에 대해서는 아직까지 보고된 바가 없다.
이 교수 연구팀은 지난 몇 해 동안 분자들이 스스로 모여서 형성하는 집합체를 이용하여 많은 관심의 대상이 되고 있는 나노 기술 분야에 공헌을 하고 있고, 특히 생물학적인 부분에서 접근하기 힘든 난제들을 화학적인 방법을 이용하여 해답을 찾기 위한 연구를 수행하고 있다.
2. 개발 내용
이번 연구에서는 정교하게 설계된 분자들이 튜브형태의 집합체를 형성한다는 사실을 입증하였다. 특히, 튜브 형태의 분자 집합체는 생체내의 세포와 친화력이 대단히 크다는 사실을 규명하였다.
이런 튜브형태의 분자 집합체는 그동안 구현되지 못했던 특별한 구조적 특징을 갖는 사실을 확인하였다. 초분자 튜브는 세포막 사이로 끼어 들어간 후 닫혀 있던 세포막에 새로운 통로를 형성하는 역할을 성공적으로 수행한다는 사실이 본 연구팀에 의해 입증되었다.
이를 통해 세포 내의 이온들이 자유로이 왕래할 수 있다는 사실이 확인되었으며 특정한 세포의 활동 제어에 그 응용 가능성이 있다.
우리 몸에는 외부의 병원균으로부터 몸을 보호하기 위한 방어체계가 있는데, 그 중에 대표적인 것이 병원균의 세포막에 인위적으로 세포 내 내용물이 통과할 수 있는 통로를 형성하는 분자들이다. 연구를 통해 얻어진 합성한 분자들을 이용하면 병원균 세포의 내부와 외부를 연결시키는 통로를 만들 수 있다. 따라서 감염된 세포의 내부 물질을 세포 외부로 이동시켜 병원균을 제거 하는 역할이 가능해 진다. 이번 연구는 이러한 역할을 수행할 수 있다는 가능성을 제시한 원천적인 기술이다.
3. 향후 계획
다양한 세균들을 대상으로 항생제 실험을 실시하여 특정 세균에 대한 선택성을 밝혀 새로운 약물 구조체로서의 가능성을 규명할 예정이다.
특정 세포만을 인식할 수 있는 유도 장치를 도입하여 세포의 특정 부위만을 치료할 있는 항생제 개발을 구현할 예정이다.
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