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핵심내용

-“화학분야 권위지 표지 논문으로 선정돼” -

 □ 금 나노입자를 이용하여 질병의 원인이 되는 단백질의 변화를 측정하는 새로운 기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.

 ○ 이번 연구는 교육과학기술부 ‘21세기프론티어 나노소재사업단’(사업단장 서상희), ‘WCU육성사업’ 지원을 받아 서울대학교 이종협 교수팀과 서강대학교 강태욱 교수팀에 의해 공동으로 수행되었다.

 
□ 일반적으로 치매, 루게릭병, 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환은 신경세포 내외에 존재하는 특정한 단백질의 이상 응집에 따라 발생하는 것으로 알려져 있다.

 ○ 단백질의 구조변화에 따라 발생하는 이러한 단백질의 응집현상을 관찰하고 이해하는 것은 병의 진단이나 치료제 개발에 중요한 요소이다.

 ○ 그러나, 기존에는 단백질 변화 양상을 생체조건에서 실시간으로 관찰하기 위해 고가의 복잡한 실험장비를 사용하지 않고서는 불가능하였다. 

□ 공동연구팀은 금나노 입자가 20nm이하에서는 붉은색을 띠다가 나노 입자 사이의 거리가 가까워지면 나노입자의 상호작용에 따라 점점 짙은 보라색을 띠는 성질에 착안하여 연구를 수행하였다.

 ○ 공동연구팀은 금나노 입자에 SOD1 단백질을 고정시켜 센서를 제작한 후 SOD1 단백질이 응집함에 따라 금나노 입자의 변하는 색을 감지하였다.

 ○ 즉, SOD1 단백질이 응집체를 만들면서 금 나노 입자도 같이 응집하여 수용액의 색이 붉은색에서 단계별로 점점 짙은 보라색으로  변해가는 것으로 육안으로 관찰 할 수 있었다.

 ○  SOD는 인체 내 활성산소를 산소와 과산화수소로 바꾸어 주어 독성으로부터 세포를 방어하는 역할을 하는데 SOD의 변화는 루게릭병(ALS)의 원인이 되는 것으로 알려져 있다.

□ 이종협 교수는 “이번 연구를 통해 단백질 응집체의 변화 양상을 관찰할 수 있는 기반을 제공하여 루게릭병 등의 발병 원인 파악 및 조기진단의 가능성을 보여주었다“고 연구의 의의를 밝혔다.

□ 이번 연구 결과는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’ 2월호에 게재되었고, 연구결과의 중요성을 인정받아 표지논문으로 선정이 되었다.

상세내용

용   어   설   명

□ SOD (Superoxide dismutase, 슈퍼 옥사이드 디스뮤타제)
 ○ SOD는 인체 내 활성산소를 산소와 과산화수소로 바꾸어 주어 독성으로부터 세포를 방어하는 역할을 한다. 사람에게는 SOD1, SOD2, SOD3의 3가지 SOD가 존재하며, 그 중 SOD1은 세포질에 존재한다. SOD1은 활성산소에 의한 세포의 노화를 억제하여 수명을 연장시키는데 핵심적인 역할을 수행하며, SOD1에 유전자 돌연변이가 일어나는 경우 루게릭병(ALS)의 원인이 된다.

□ 루게릭병
 ○ 몸의 골격근을 움직이게 하는 운동 신경세포가 점차 사멸해서, 온몸의 골격근의 마비로 진행하는 질환이다. 근육의 위축 및 마비, 경직이 기본 증상이며 경련을 동반하기도 한다. 병이 진행됨에 따라 근육 마비가 주변으로 퍼져 전신의 근육이 마르고 힘이 빠지게 된다. 자기공명영상장치나 혈액 검사로 병을 진단할 수 없어 환자의 증상과 신체검사를 통해 진단하며, 아직 발병원인은 분명치 않은 상태이다.

□ 알츠하이머병
 ○ 퇴행성 뇌질환으로, 이상 단백질들이 뇌 속에 쌓이면서 서서히 뇌 신경세포가 죽어 점차 정신 기능이 쇠퇴하는 병이다. 증상은 서서히 일어나지만 결국에는 독립적인 생활을 할 수 없게 된다. 알츠하이머는 치매를 유발하는 여러 요인 중 절반 정도를 차지하는 질환이며, 현재로서는 완치시키거나 병의 진행을 막을 수 있는 약물은 없는 실정이다.

그 림 설 명 (연구성과)

그림 1. SOD1 응집체의 구조 변화에 따른 나노입자 용액의 색상 변화

그림 2. 논문이 게재된 학술지 표지 : 금속 나노입자를 이용하여 단백질의 구조 변화를 색 변화로써 감지할 수 있다는 내용의 표지 논문