단분자간 힘 조절을 통한 세포의 이동 현상을 제어하는 기술 개발
김동휘 교수 연구팀 연구결과, 국제 저명 학술지 'Advanced Science' 게재

▲ 한성범 박사(왼쪽, 제1저자),  김동휘 교수(오른쪽, 교신저자)

KU-KIST 융합대학원/공과대학 융합에너지공학과 김동휘 교수 연구팀은 세포가 세포밖의 변화를 감지하여 세포 안으로 신호 전달을 하는데 관여하는 인테그린 단백질을 단분자 수준의 미세한 힘으로 조절하는 분자 구조를 개발하여, 개별 세포의 부착과 이동을 정확하게 제어하는 기술을 개발했다.

이번 연구 결과는 나노과학, 화학, 재료과학 분야국제 저명 학술지 Advanced Science (IF=15.1)誌 2월호에 게재됐다.
* 논문명 : Selective Suppression of Integrin-Ligand Binding by Single Molecular Tension Probes Mediates Directional Cell Migration

김동휘 교수 연구팀(Applied Mechanobiology Group)은 심장 박동, 체액의 흐름, 피부 및 근육의 수축과 이완 등 체내에 자연적으로 발생하는 기계적 자극에 대응하는 세포 소기관의 자극 인지 메커니즘에 관한 연구 결과를 바탕으로 세포의 부착과 이동 현상을 제어할 수 있는 신기술을 개발했다.

▲ 연구개요도 : 인테그린 단백질을 매개로한 세포와 주변 환경 간의 결합력을 

단분자 수준에서 조절함으로써 세포가 주변 물질과 부착하거나 이동하는 현상을 조절할 수 있음

연구팀은 정확한 서열을 알고 있는 DNA 두 가닥을 분리할 때, 힘을 가하는 위치에 따라 필요한 힘이 달라진다는 현상을 이용해, 피코뉴턴 (pN: 1조분의 1뉴턴) 크기에서 힘 조절이 가능한 분자 센서를 합성한 후 이를 코팅한 표면에서 세포의 거동을 조절했다. 세포는 세포밖의 변화를 감지하여 세포 안으로 신호 전달을 하는데 관여하는 인테그린 단백질의 구조적 변화를 통해 외부 환경에 반응하는데, 이러한 미세한 힘 조절을 통하여 인테그린 단백질에 의해 변화된 신호 전달이 세포의 이동 현상을 조절할 수 있음을 실험적으로 증명했다. 

연구진은 후속 연구를 통해 암의 전이 및 조직 재생에 필수적인 세포의 이동 현상을 물리적으로 제어할 수 있는 새로운 의료 기술로 발전시키고자 한다는 계획을 밝혔다. 

이번 연구는 한국연구재단 개인기초연구 및  선도연구센터지원사업 (메카노지노믹스연구센터)의 지원을 받아 수행됐다.

   


커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)