정아람 고려대 바이오의공학부 교수. /고려대
정아람 고려대 바이오의공학부 교수
A는 미세유체 채널 기반 세포 내 물질전달 플랫폼의 모식도 및 세포막 투과화 과정(i-iii). B는 형광물질이 전달된 K562 세포의 이미지.국내 연구팀이 줄기세포나 면역세포의 유전자 편집과 조작을 위한 미세유체 칩을 개발했다. 이에 따라 다양한 나노 입자 기반 세포공학 연구의 초석이 될 수 있을 것으로 기대된다.
고려대(총장 정진택)는 정아람 바이오의공학부 교수 연구팀이 미세유체 세포 내 물질전달 플랫폼을 개발해 미세유체 채널 내에서 형성되는 유체의 유동만으로 다양한 유전자 조작 물질을 세포 내로 전달할 수 있게 됐다고 14일 밝혔다.
이 기술은 전달물질의 크기와 세포 종류에 상관없이 고효율로 전달이 가능하다는 특징이 있다. 일차 세포인 줄기세포(사람 탯줄 유래 줄기세포, 지방 유래 줄기세포)와 면역세포(쥐 골수 유래 수지상세포)에 대해 기존에 상용화된 전기천공 기술과 고분자 캐리어 이용 기술보다 높은 형질전환 수율을 나타낸다.
연구팀은 1분에 약 100만개 이상의 세포를 대량으로 형질전환시킬 수 있다는 점에서 세포치료 연구 분야에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 기대했다. 이 기술을 통해 직경 300㎚(1㎚는 10억분의1m)에 달하는 나노 입자를 세포질 내로 전달할 수 있음을 증명했다.
A는 미세유체 기반 세포 내 물질전달 플랫폼을 이용한 일차 세포 유전자 편집 효율 및 기존 기술들과의 비교. B는 대조군과 300㎚ 나노 입자가 전달된 K562 세포의 형광 이미지.줄기세포 또는 면역세포와 같은 일차 세포(primary cell)는 일반 세포주(cell line)와 달리 수명이 제한적이고 인위적인 유전자 조작이 매우 어렵다는 점에서 연구팀의 성과가 주목된다. 암 면역치료에서 유전자 편집 기술 개발이 시급한 상황이라는 점도 연구 성과를 돋보이게 하는 요소다.
제1저자인 허정수 연구원은 “세포 내 물질전달은 다양한 생명공학 연구에서 필수 기술”이라며 “세계 최초로 미세 채널 내 유동만을 이용해 줄기세포의 DNA 형질전환에 성공했다. 기존 상용기술보다 높은 일차 세포의 유전자 편집 효율을 얻었다”며 뿌듯해했다. 이번 연구논문은 세계적인 학술지 ‘ACS Nano(IF:14.5)’에 게재됐다.
/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
