국내 연구진이 탐지 능력을 두 배 향상시킨 세포 내 칼슘 농도 측정기(센서)를 개발했다. 당뇨, 심장병 같은 노인성 질환을 조기 진단할 것으로 기대된다.
한국과학기술연구원(KIST·원장 이병권)은 정상훈 강릉분원 천연물연구소 박사팀이 김태진 부산대 교수팀과 협력해 세포 소포체 내 칼슘 농도 변화를 측정하는 형광공명에너지전이(FRET) 기반 센서를 개발했다고 7일 밝혔다.
빛에 민감한 두 형광물질 사이의 에너지 전이 현상을 이용했다. 기존 형광염색 측정법의 단점을 극복했다. 센서 감지부인 단백질 펩타이드 구조를 바꿨다. 세포 내 측정 방해 요소를 피하도록 했다. 탐지 효율이 갑절 이상 향상됐다.
연구팀은 센서를 세포에 주입해 실험했다. 세포에 칼슘농도를 떨어뜨리는 아데노신삼인산(ATP)을 처리하고 변화를 관찰했다. 소포체 내 칼슘 농도 변화가 형광 신호로 탐지되는 것을 확인했다.
소포체는 세포 내 주요 소기관으로, 단백질을 합성하는 등 세포 기능 조절의 중추 역할을 담당한다. 칼슘의 저장고로도 알려졌다. 노화에 의한 세포 사멸에도 관여한다. 당뇨병, 심장질환, 난치성 신경질환 등 노인성 질환에서 소포체 칼슘 감소가 보고되고 있다. 이 때문에 노인성 질환을 조기 진단하고 개선하기 위한 연구가 활발하다.
정상훈 KIST 박사는 “다양한 질환에서의 세포 소포체 내 칼슘 역할, 상효작용 이해를 위한 연구에 폭넓게 활용될 것”이라면서 “노인성 질환 조기진단, 천연물·약물 개발 과정에 필요한 생리활성 기전·효능 검증에 유용할 것”이라고 기대했다.
연구 결과는 국제학술지 '센서스앤액츄에이터스 비-케미칼'에 실렸다. 과학기술정보통신부 지원을 받은 KIST 기관고유사업으로 수행됐다.
송준영기자 songjy@etnews.com