KIST-국민대 공동연구 "인공 개 코 등 인공 오감 센싱 플랫폼 활용 기대"
KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 김태송 뇌과학연구소 바이오마이크로시스템연구단장팀이 유연규 국민대 교수와 공동연구를 통해 반도체 주된 재료인 실리콘 기판 위에 수만개 이상의 3차원 인공세포막을 제작하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
인공세포막은 생명체의 생명현상을 밝히거나 생명현상에 관여하는 특정 반응을 밝히기 위한 모델실험 등 새로운 약물 개발을 위해 사용된다. 하지만 고체가 아닌 액체에 떠 있는 세포 모양의 인공세포를 이용하는 실정이었다. 고체에 고정된 막도 있지만 안정성이 떨어지거나 인공세포막의 생존시간이 24시간 정도에 불과해 초민감·감각 센싱 플랫폼으로 응용하기 어려웠다.
KIST 연구진은 이런 한계점을 극복하기 위해 실리콘 기판에 수만개의 미세 구멍을 만들어 각 구멍 위에 균일하게 넓은 표면적을 갖는 3차원 인공세포 구조막 제작 방법을 개발했다. 연구진에 따르면 이 구조물은 5일이 지나도 변형하지 않고 유지되는 등 안정성이 뛰어났다.
연구진은 여기에 신경전달물질 중 하나인 세로토닌 수용 채널을 다량 결합하고 이 채널들이 정상적으로 작동함을 확인했다. 이를 통해 제작한 인공세포막이 구조물뿐만 아니라 세포의 기능도 정상적으로 수행할 수 있음을 규명했다. 더 나아가 이를 응용하면 생명체만큼이나 민감하고 정확한 센서로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
김태송 박사는 "이번 연구를 통해 개발된 기술은 아직도 우리가 알지 못하는 생명현상의 근원을 밝히기 위한 연구 플랫폼으로서뿐 아니라, 반도체 기판 위에 고정된 3D 인공 세포 집합체에 실제 개 코의 후각세포와 기능을 그대로 적용해 마약이나 폭발물 같은 특정 물질을 인식하는 인공 개 코를 포함한 우수한 인공 오감 센싱 플랫폼으로 활용할 수 있다"고 말했다.
연구성과는 Biosensors and Bioelectronics 최신호에 게재됐다.
김지영 기자
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