초강력 인공 결합쌍을 이용한 특정 단백질 형광 이미징 기술 모식도.(사진=IBS 제공)
기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단이 세포나 세포 소기관의 특정 단백질을 자유롭게 형광 염색할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
이 단백질 염색 기술은 생체와 같은 복잡한 환경에서 특정 단백질의 기능을 보다 명확히 이해하는 데 중요하게 활용될 것으로 기대된다고 설명했다.
기존에는 스트렙타비딘과 바이오틴 분자 결합 쌍을 이용해 단백질을 염색했는데, 스트렙타비딘 역시 단백질인 탓에 염색하고자 하는 단백질과 혼동돼 정밀한 염색에 한계가 있었다.
연구진은 쿠커비투릴 분자와 아다만탄 분자의 강력한 특이적 결합 원리를 이용해 세포핵, 세포질, 세포 표면, 세포 내 특정 소기관 등 영역별로 나눠 필요한 단백질만을 형광으로 염색하는 데 성공했다.
더 나아가 동물 모델의 세포 이미징에도 쿠커비투릴-아다만탄 분자 결합 쌍을 활용했다. 예쁜꼬마선충 표면에 존재하는 단백질에만 아다만탄을 붙이고 나서 형광 분자가 붙은 쿠커비투릴을 도포했더니 예쁜꼬마선충의 표면만 모두 형광을 띠는 것을 확인했다.
연구를 주도한 박경민 연구위원은 "동물 수준에서 세포 단백질을 형광 분자 결합 쌍으로 염색한 것은 이번이 처음"이라면서 "질병과 관련된 단백질을 보다 정확히 이미징해 질병 기작을 이해하는데 도움을 줄 뿐 아니라 질병을 진단하는 기술로도 확장할 수 있으며, 더 나아가 그 치료법을 개발하는 데도 유용할 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 네이처 자매지인 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications)에 미국 동부시간으로 4월 27일자에 실렸다.