고려대, 단분자 간 힘 조절 통한 세포 이동 현상 제어하는 기술 개발

[이뉴스투데이 이승준 기자] 고려대학교는 김동휘 KU-KIST 융합대학원(겸 공과대학 융합에너지공학과) 교수 연구팀이 세포가 세포밖의 변화를 감지해 세포 안으로 신호 전달하는 데 관여하는 인테그린 단백질을 단분자 수준의 미세한 힘으로 조절하는 분자 구조를 개발해 개별 세포의 부착과 이동을 정확하게 제어하는 기술을 선보였다고 13일 밝혔다.

김동휘 교수 연구팀은 심장 박동, 체액의 흐름, 피부 및 근육의 수축과 이완 등 체내에 자연적으로 발생하는 기계적 자극에 대응하는 세포 소기관의 자극 인지 메커니즘에 관한 연구 결과를 바탕으로 세포의 부착과 이동 현상을 제어할 수 있는 신기술을 개발했다. 

연구팀은 정확한 서열을 알고 있는 DNA 두 가닥을 분리할 때, 힘을 가하는 위치에 따라 필요한 힘이 달라진다는 현상을 이용해, 피코뉴턴(pN: 1조분의 1뉴턴) 크기에서 힘 조절이 가능한 분자 센서를 합성한 후 이를 코팅한 표면에서 세포의 거동을 조절했다.

세포는 세포 밖의 변화를 감지해 세포 안으로 신호 전달하는 데 관여하는 인테그린 단백질의 구조적 변화를 통해 외부 환경에 반응하는데, 이같은 미세한 힘 조절을 통해 인테그린 단백질에 의해 변화된 신호 전달이 세포의 이동 현상을 조절할 수 있음을 실험적으로 증명했다. 

연구진은 후속 연구를 통해 암의 전이 및 조직 재생에 필수적인 세포의 이동 현상을 물리적으로 제어할 수 있는 새로운 의료 기술로 발전시키고자 한다. 이번 연구는 한국연구재단 개인기초연구 및  선도연구센터지원사업(메카노지노믹스연구센터)의 지원을 받아 수행됐다. 

이번 연구 결과는 나노과학, 화학, 재료 과학 분야의 국제 저명 학술지 ‘Advanced Science’ (IF=15.1) 誌 2월호에 게재됐다. 논문명은 ‘Selective Suppression of Integrin-Ligand Binding by Single Molecular Tension Probes Mediates Directional Cell Migration’다.