한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌 공학과 김필남 교수와 한국과학기술연구원(KIST) 김홍남 박사팀은 기울어진 나노섬모 구조체를 이용해 세포의 움직임을 한 방향으로 유도할 수 있음을 확인해 그 과정을 규명했다고 13일 밝혔다.
세포는 놓여있는 바닥면의 형상을 인식해 자신의 방향성을 정하는 ‘접촉유도’(contact guidance) 현상을 보이는 것으로 알려졌다. 그러나 수직으로 서 있는 나노섬모 위에서는 세포가 가로와 세로 방향을 동일하게 인식하기 때문에 두 방향으로 정렬하는 모습을 보인다.
연구진은 이 연구에서 지름 400나노미터(㎚·10억분의 1m), 길이 2,000㎚의 나노섬모가 30도, 45도, 60도, 75도 90도로 기울어져 서 있는 구조체를 만든 뒤 각 구조체 위에서 세포들이 어떤 움직임을 보이는지 관찰했다. 그 결과 나노섬모가 30도와 45도로 기울어져 있는 구조체 위의 세포들은 나노섬모가 기울어져 있는 한 방향으로 모두 정렬되는 것으로 나타났다.
김홍남 박사는 “방향성 있는 세포 유도는 손상된 상처나 조직이 재생 분야에서 특히 중요하다”며 “이 연구 결과는 물리적 요소만으로 세포의 움직임을 유도할 수 있음을 보인 것으로 앞으로 흉터 없이 조직을 재생할 수 있는 패치 등에 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구는 천재과학자로 주목받으며 왕성한 연구활동을 하던 중 2013년 미국 하와이에서 불의의 사고로 숨진 고 서갑양 서울대 기계항공공학부 교수가 연구를 시작했다가 마무리하지 못한 것을 제자들이 완성해 발표한 것이어서 의미를 더한다. 김 교수와 김 박사는 울산과학기술원(UNIST) 기계과 정훈의 교수 등 서 교수의 다른 제자들과 함께 서 교수가 생전에 마무리 짓지 못한 연구를 완성하기로 하고 함께 연구를 수행해 그 결과를 국제학술지 ‘ACS Nano’에 서 교수를 공동저자로 발표했다.
