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-김 하 진 (UNIST 생명공학/물리학)

서 론
금년도 노벨화학상은 초고해상도 형광이미징 방법의 개발에 대한 공로로 Eric Betzig(Howard Hughes Medical Institute), Stefan W. Hell(Max Planck Institute, Gottingen), William E. Moerner(Stanford University)에게 주어졌다. Betzig와 Hell은 2000년대 중후반에 들어서 각각 다른 광학적 및 화학적 방법론으로 회절한계를 극복하는 초고해상도 이미징을 가능하게 했고 Moerner는 이에 앞서 그 기반이 되는 단분자(single molecule) 이미징을 최초로 구현하며 이후 단분자 연구의 분야를 크게 열었다.

단분자 이미징을 통한 생물학/생화학 연구의 시작과 그것의 한가지 주된 결실에까지 걸쳐 상이 주어진 셈이다. 단분자 연구란 개개의 단일 분자의 위치, 움직임, 상호작용, 반응을 직접 관찰함으로써 집합(ensemble)에 대해 평균 내어진 신호를 측정하는 기존의 방법으로는 볼 수 없었던 현상들을 측정하는 것에서 출발하는 연구이다. 이 글을 통해 형광 이미징을 통한 단분자 연구의 기본 원리와 몇 가지 다른 방법론들에 대해 논하고 각 방법론의 현주소와 전망을 살펴보고자 한다. 주로 단분자 수준에서 단백질 모터(motor protein)의 동역학을 관찰함으로써 그 작동원리를 해석하는 연구에 초점을 맞추고자 한다.

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