IBS(기초과학연구원·원장 김두철)는 김기문 복잡계자기조립연구단장 연구팀이 세포막 간 요오드화물의 선택적 수송이 가능한 음이온 통로를 인공 합성해 '대사성 질환'의 근본적인 치료 가능성을 제시했다고 8일 밝혔다.

대사성 질환은 체내 음이온 통로인 나트륨·요오드화물 수송체(NIS)와 연관성을 가진다. NIS는 크게 통로와 운반자로 나뉜다. 음이온인 요오드화물을 갑상선 세포로 운반하는 역할을 한다.
 
만약 세포막 안으로 요오드화물이 과도하거나 부족하게 들어가면 각종 대사성 질환이 발병한다. 많이 먹어도 살이 빠지거나, 조금만 먹어도 살이 찌는 증세가 대표적이다.

연구팀은 자기조립 분자를 활용했다. 포피린으로 만든 '유기 분자 케이지(PB-1A)'는 생체적합도가 높으면서 안정적이다. 26면의 다면체로 구조적으로도 튼튼하며 수용액 내에서 높은 화학적 안정성을 가진다.

세포막의 주성분인 소수성 지질 내에 자연스럽게 들어가며 안정한 구조를 유지한다. 특히 최근 학계에 보고된 염화물대비 요오드화물 수송 인공통로 보다 약 100% 향상된 수송 능력을 갖는다.

이전 유기 분자 케이지는 수용액 상에서 그 자체가 분해되는 한계를 보였다. 또 케이지 내부가 비어있으면 구조적으로 불안정해져 내부 빈 공간의 크기가 현저히 줄어드는 치명적인 단점이 있어 이온 통로로 활용이 불가능했다.

김기문 단장은 "이번 결과는 구조적으로 안정한 유기 분자 케이지를 합성해 생물학적 음이온 통로로 활용한 최초의 성과"라며 "현재는 빛과 같은 외부 자극으로 이온 수송 조절이 가능한 인공 이온 통로를 연구중"이라고 말했다.