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시험관 내 연구를 수행하는 것은 의학과 생물학 분야에서 필수적이다. 체외 배양을 이용한 연구는 세포나 미생물과 약물, 영양소, 독소와 같은 특정 화합물 사이의 상호작용을 관찰하는 비용 효율적이고 재현 가능한 방법이다. 그러나 화합물의 독성을 제대로 평가하기 위해서는 독성으로 인해 죽은 세포와 살아있는 세포를 구별할 수 있는 신뢰도 높고 효율적인 방법이 필요하다.이 연구에서 살아있는 세포와 죽은 세포를 구분하는 몇 가지 방법을 탐구했는데 그 중 한 가지 방법은 합성염료를 사용한 염색 제외 테스트(DET, dye exclusion test)다. 기존 DET에서는 trypan blue나 methylene blue 같은 염료가 선별적으로 스며들어 죽은 세포에 얼룩을 남기면서 살아있는 세포를 구분했다. 그러나 이러한 합성염료는 살아있는 세포에도 피해를 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 이 방법을 쓰면 단일 배양체로 긴 연구를 할 수 없다.학술지 MDPI Biology에 게재된 이 연구에서 도쿄 과학대학 연구진은 합성염료를 이용한 DET 대체방법을 발견했다. 아시아에서 전통적으로 발효식품의 생산을 위해 사용되는 곰팡이 종인 Monascus purpureus(MP)로 만들어진 천연색소를 이용하는 방법이다.연구진은 단세포 해조의 일종인 Euglena gracilis를 음식에서 배양하는 효과적인 방법을 찾는 과정에서 MP와 안토시아닌이라는 천연염료의 유용성을 우연히 알게 되었다. 해당 연구결과는 세포 생존가능성 검사에 천연 식품 색소의 적용에 관한 세계 최초의 보고서로 PeerJ에 발표된 바 있다.그 후 연구진은 DET에서 MP의 적용가능성을 입증하는 또 다른 연구를 Paramecium이라는 매우 다른 구조를 가진 단세포 생물을 대상으로 착수했다. 이 연구에서 MP가 유방암 세포의 생존가능성을 확인하는데 사용될 수 있다는 것을 증명했다. MP는 trypan blue와는 달리 살아있는 세포를 손상시키지 않으며 일반적인 화학요법 약물인 cisplatin에 강하다는 것을 발견했다.또한 MP는 죽은 세포에 얼룩을 남기는데 10분밖에 걸리지 않았고 기존 염료 비용의 10분의 1이 소요된다. 이번 연구결과는 세포의 생사를 장기간 모니터링할 수 있게 해 바이오매스 생산효율 향상, 대사 메커니즘에 대한 기초연구, 번식 등 분야에서의 응용연구 등에 유용할 것으로 평가된다.연구진은 이 색소가 세포의 생사를 감시하는 시약으로 사용되는 것 외에도 살아 있는 세포에도 영양이 풍부하고 항산화 특성이 있어 안전한 발효가 중요한 식품산업에서 배양효율을 높이고 품질관리를 수행하는데 유용하다면서 인간과 환경에도 안전하다고 밝혔다. |
