인하대 융합연구팀, 동물실험 대체 가능한 인공세포막 기술 개발

아주경제 박흥서 기자 =인하대(총장·최순자) 전태준(40‧생명공학과) 교수와 김선민(40‧기계공학과) 교수의 융합연구팀은 세계 선도 수준의 인공세포막 생산기술을 이용해 생체 외에서 세포막을 제작해 독성물질, 신약후보 물질들 등을 검사 할 수 있는 기술 개발에 성공했다.

우리 몸의 세포는 머리카락 두께의 약 2만분의 1 수준으로, 4nm(나노미터, 1nm는 10억분의 1m) 밖에 되지 않는 얇은 막으로 둘러쌓여 있으며, 이 막을 통해 우리 몸 안에서 10조개 이상의 세포들이 서로 통신을 한다. 따라서 세포를 포장하는 이 얇은 막은 인간의 생존에 가장 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다.

생체 내에서 자가정렬을 통해 만들어지는 인간의 세포막을 생체 외에서 만들기 위해서는 고도의 기술이 필요한데, 인하대 융합연구팀은 세포막을 생체 외에서 제작하는데 성공했으며, 이 인공세포막을 통해 신약후보 물질, 독성물질 등과 같은 다양한 물질들의 생체영향평가를 할 수 있는 기술을 개발했다.

(좌측부터) 인하대 기계공학과 김선민 교수, 생명공학과 전태준 교수 [사진제공=인하대]

인하대 융합연구팀의 ‘인공세포막을 통한 생체영향평가 검사 기술’ 개발 내용을 담은 논문은 세계 최고 과학전문지 ‘네이처’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인 판 최신호(7월 20일)에 게재됨으로써 그 진가를 인정받았다.

전 교수와 김 교수는 논문 “Investigation of Ion Channel Activities of Gramicidin A in the Presence of Ionic Liquids Using Model Cell Membranes(인공세포막을 이용한 이온성액체의 이온통로 영향 평가)”를 통해 신약후보 물질, 독성물질 등의 생체영향평가를 위해서는 동물실험과 세포실험이 필수적이나, 이번 연구로 개발된 인공세포막 기술을 이용해 생체영향평가를 할 시 평가 물질의 단일분자를 피코암페어(pA, 1조분의 1 암페어) 수준으로 측정이 가능함을 밝혔다.

관련기사

• 호암 신민영 대표변호사, 인하대 법전원 겸임교수 임용
• 인하대, 개교 70주년 기념 최초 6개 학과 상징 조형물 제막식

이를 통해 세포막 영향 평가가 분자 수준에서 가능하며, 이러한 세밀한 수준의 평가를 통해 세포의 필수 구성 요소인 인공세포막과 이를 연결하는 이온들의 통로에 대한 영향 평가를 보다 효과적으로 분석할 수 있음을 규명하였다.

특히, 이번 연구에서 인공세포막을 통해 생체영향평가를 실시한 물질은 ‘이온성액체’로 이 물질은 2010년도 대한민국 신성장 10대 소재로 선정된 바 있으며 2차전지, 태양전지 등의 다양한 응용분야를 가진 미래소재로 불리는 만큼 그 파급효과가 크다.

인하대 융합연구팀은 본 연구를 통해 차세대 미래소재인 ‘이온성액체’의 설계 시 보다 생체 친화적이며, 친환경적인 소재를 개발할 수 있는 기반 기술을 제공하게 되었다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 2012년 선정한 미래유망융합기술파이오니어 사업단의 지원을 받아 단국대 이환규 교수, 경희대 김영록 교수, 성균관대 김문기 교수 연구팀과 공동 연구로 진행되었다.