바이오인

 살아 움직이는 생물학적 로봇(Motile living biobots)

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 23-83

■ 인체 세포 배양을 통해 자가 조직화된 다세포의 생물학적 로봇(biological robot, biobot)이 스스로 움직이면서 손상된 신경조직을 복구할 수 있다는 연구결과가 발표

○ 이를 인류로봇(Anthrobot)이라 이름 붙인 연구팀은 직경이 30∼500미크론(micron)의 구 모양이며, 섬모로 움직이는 다세포의 바이오봇(biological robot, biobot) 플랫폼을 소개

- 연구팀은 바이오봇을 만들기 위해 인체 기도 조직(airway tissues)의 전구세포 (progenitor cells)를 선택하였는데, 전구세포의 자가 조직화(self-organizing) 특성과 기도 조직 내 섬모(cilia)를 이용한 것이 이 연구의 핵심

- 더불어 세포 내부가 아닌 외부에 섬모가 형성되도록 유도하고, 형태적 다양성을 확보하여 자발적인 운동 능력을 나타낼 수 있도록 배양* 프로토콜을 개발

* 세포외기질(extra cellular matrix)에서 2주간 배양한 후 점성이 낮은 배양 환경으로 옮겨 1주 더 배양하여 섬모가 바깥을 향하도록 유도

○ 바이오봇은 섬모가 코팅된 상태로 구형, 타원형 등의 여러 형태로 자라는데, 다양한 운동 패턴은 형태적 다양성과 상당한 관계가 있는 것으로 조사

- 특히, 섬모는 바이오봇이 움직일 수 있는 노(oars) 역할을 하며, 일부는 직선으로, 다른 일부는 원이나 원호를 그리면서, 또 다른 일부는 불규칙하게 움직이는 등 다양한 운동 패턴을 관찰

■ 바이오봇은 시험관 내 배양된 인간 신경세포를 가로질러 이동하고, 손상된 신경세포를 빠르게 복구한다는 것을 확인

○ 바이오봇의 치료 가능성을 알아보기 위해 손상된 뉴런*을 만든 뒤, 여기에 바이오봇을 두자 스스로 자유롭게 움직이면서 손상된 신경세포를 복구

* 인간 유도 신경줄기세포(human induced neural stem cells, hiNSCs)에서 유래한 인간 뉴런의 2D층을 형성한 뒤, 뉴런 층을 기계적으로 긁어 400∼1000 미크론 정도의 스크래치를 형성

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