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독일 보훔 루르 대학(Ruhr-UniversitAt Bochum)의 연구진은 두 가지 현미경 방법을 결합해서 세포의 표면과 세포 속의 단백질 분포를 나노미터 분해능으로 관찰할 수 있는 새로운 개념 증명 연구를 수행했다. 이 연구결과는 암 전이가 어떻게 진행되었는지를 분석하거나 특정 약물의 효능을 평가하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 250 나노미터보다 더 작은 단백질 복합체는 광학 현미경 기술만으로는 자세한 관찰을 할 수 없다. 이번 연구진은 주사 이온 전도도 현미경(scanning ion conductance microscopy, SICM)과 자극 방출 억제 현미경(stimulated emission depletion microscopy, STED)을 사용해서 이런 어려움을 해결했다. STED 현미경은 고해상도로 단백질 분포를 분석할 수 있고, SICM은 세포의 고해상도 탐침에 유용하다. 이 연구결과는 생화학적 표면 구조의 고해상도 분석을 향한 새로운 길을 열어줄 것이다. 세포막은 각각의 세포를 감싸고 있는 지방층이고, 이것은 세포를 주위로부터 분리시킨다. 세포는 주위 환경과 소통하기 위해서 세포막에 다양한 단백질을 가지고 있다. 세포막과 삽입된 단백질은 상처 치료, 발달, 암 전이 등에 중요한 역할을 한다. 세포막 속의 단백질 위치, 물질 전달 방식, 단백질 변화 등이 아직 완전히 이해되지 않고 있는데, 이것을 조사하는 것이 매우 중요하다. 세포 이동이 세포 유형에 따라서 다르지만 한 가지 공통적인 측면은 세포막 팽창 방향이다. 유기체 속의 세포는 다른 세포 사이의 매우 좁은 공간으로 이동해야 한다. 이것도 세포가 상당히 변형될 경우에만 일어난다. 이러한 생화학적 및 생물물리학적 상호작용은 아직까지 분자 수준에서 거의 이해되지 못하고 있다. 이것은 이러한 동적인 과정을 고해상도로 모니터링할 수 있는 방법이 없기 때문이다. 이번 연구에서는 서로 다른 장치를 결합함으로써 이런 데이터를 연속적으로 기록할 수 있었다. 향후 연구는 살아있는 세포의 분석을 용이하게 할 수 있는 계측기를 개발하는 것이 될 것이다. 이 연구는 생체 내의 물질 전달 과정을 상세하게 알려주고 나노입자를 통한 약물 표적화에 중요한 역할을 할 것이다. 이 연구결과는 저널 ACS Nano에 ldquo;Correlative stimulated emission depletion and scanning ion conductance microscopy rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acsnano.8b01731). |
