DGIST, 자성 이용 다중 세포 제어·분석 기술 개발

신물질과학 김철기 교수 연구팀
바이오의학 획기적 원천기술 전망

국내 연구진이 자성으로 다중 세포를 동시 제어하는 디지털 세포 제어기술을 개발해 주목을 받고 있다.

DGIST는 신물질과학전공 김철기 교수 연구팀이 자성(磁性)을 이용해 다중 세포를 제어·분석하는 자성 트위징 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

이 기술은 정밀한 개별 세포 분석이 한층 더 쉬워져 질병 맞춤 치료나 신약개발 등 바이오 의학 분야 연구에 획기적인 원천기술이 될 전망이다.

이번 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 5월 21일자 온라인 게재와 더불어 ‘어드밴스드 사이언스’에 6월 26일자 표지논문으로 채택됐다.

생명체를 이루는 세포는 다양한 분화작용을 통해 스스로 성장하고 조절하는데 세포가 비정상적인 작동을 하면 각종 질환이나 암세포를 유발한다. 이러한 수많은 세포가 가진 각기 다른 특성 때문에 세포 상호작용 등을 밝혀내기 위한 단일 세포 연구가 필요하다. 이에 김 교수 연구팀은 자기장 제어로 간단하고 효과적으로 수천 개의 세포와 초상자성 입자를 제어하는 데 성공했다.

초상자성 입자란 세포를 움직이는 운반자 역할을 하는 미세한 자성체인데, 세포 주변의 공간에 이를 채워 넣어 특정 세포를 정밀하게 제어했다.

연구팀은 자성체의 응집 문제 등 기존의 자성 기반 플랫폼이 가진 한계를 보완한 자성 트위징 플랫폼을 자체 개발했다. 실험을 통해 의도적으로 대칭을 무너트린 자성 패턴으로 수백 개의 위치에서 동시에 응집된 자성체를 같은 간격으로 분리해내는 데 성공했다.

연구를 주도한 김철기 교수는 “기존의 표지된 세포만을 분리하는 기술을 넘어, 표지된 세포와 비표지 된 세포 양쪽 모두를 목적별로 개별 제어하는 기술을 최초 개발했다”며 “세포에 가장 영향을 적게 주는 자기장을 기반으로 해, 단일 세포 규모의 연구와 각종 조기 진단, 맞춤의학 등의 활용이 기대된다”고 말했다. /김재욱기자