카이스트, 단백질로 엮어낸 이중나선 개발

방향으로 접히는 튜불린 단백질을 이용한 ‘튜불린 이중나선’의 형성[사진 = 카이스트]

국내 연구진이 단백질로 엮어낸 이중나선 개발에 성공했다.

이번 연구는 ‘튜불린 단백질’을 나노소재 물질로 활용할 수 있는 전략을 제시한 것으로, 바이오-나노기술의 특이점이 될 선도적 연구로 평가된다.

나노(10억 분의 1) 크기의 광학·전기·의료 등의 소재를 개발하는 등 활용 가능성이 무궁무진한 것으로 평가된다. 또 알츠하이머병 등 뇌질환의 새로운 치료 전략으로 활용될 수 있다.

카이스트(KAIST)는 바이오및뇌공학과 최명철 교수 연구팀이 나노소재의 기초물질로 활용할 수 있는 단백질을 새롭게 발굴했다고 밝혔다.

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최 교수 연구팀은 생명 현상의 중요한 역할을 담당하는 미세소관(튜불린 단백질로 이루어진 긴 튜브 형태의 나노 구조물)의 특이한 성질에 주목했다. 튜불린은 수직의 두 방향으로 접히는 독특한 성질을 갖고 있다.

연구팀은 강한 음전하를 띤 단백질인 튜불린에 양전하 중합체가 구조를 변형하는 과정을 관찰했다. 그 결과 튜불린을 두 방향으로 접을 수 있는 분자스위치를 찾아냈다.

연구팀은 분자스위치의 크기·개수를 조절해 단일 벽 나노튜브에서 이중벽 나노튜브로 변환하거나 이중나선의 간격을 자유자재로 조절이 가능한 성과를 거둘 수 있었다.

튜불린 단백질을 나노소재의 기초물질로 활용하게 해줄 핵심 전략을 제시했다는 점에서 의미가 있다.

최명철 교수는 “나노미터 크기의 광학·전기·의료 소재를 개발하는 플랫폼으로는 물론 모터 단백질 키네신과 결합해 분자기계를 개발하는 등 활용 가능성이 무궁무진하다”며 “‘튜불린 나노공학’의 발전 기반 조성과 함께 이번 연구를 통해 발견한 분자스위치는 알츠하이머병 등 뇌질환의 새로운 치료 전략으로 활용될 것”이라고 밝혔다.

KAIST 바이오및뇌공학과 이준철 박사과정과 송채연 박사 (現 아모레퍼시픽 R&D 센터)가 공동 제1 저자로 그리고 최명철 교수가 교신저자로 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 '스몰(Small)'에 지난 9월 17일자 표지논문(Back Cover)으로 게재됐다.