대구경북과학기술원(DGIST)은 뉴바이올로지전공 남홍길 펠로우(Fellow, IBS 식물노화ㆍ수명연구단장) 연구팀이 미국 스탠포드대학 연구팀과 공동으로 마이크로미터 크기의 작은 물방울의 융합을 통해 물방울 안에서 일어나는 단백질의 움직임과 화학반응을 초고속으로 관찰할 수 있는 새로운 질량분석법을 개발했다고 17일 밝혔다.
연구팀은 단백질과 산성용액을 각각 실은 마이크로미터 크기의 물방울을 빠른 속도로 충돌시켜, 융합된 물방울 속에서 단백질 펼쳐짐 및 아미노산 화합물의 수소ㆍ중수소 교환 반응 역학을 수 마이크로초의 극도로 짧은 시간에 구별해 관찰하는데 성공했다.
또, 마이크로미터 크기의 작은 물방울 내에서 발생하는 화학반응 속도는 기존 큰 용량의 반응용액에서 측정한 것에 비해 약 1000배 정도 빨라진다는 것을 확인했다.
이는 지금까지 큰 용량의 용액으로 수행해왔던 생물학적 실험 방법에서 관찰한 생화학적 반응들이 실제로 일어나는 마이크로미터 크기의 작은 세포 내에서 이뤄지는 결과와는 다를 수 있다는 것이다.
DGIST는 이번에 개발된 분석법을 통해 세포 내에서 일어나는 생명현상을 실제와 가깝고, 초고속으로 관찰할 수 있게 됐다고 밝혔다.
이는 기존의 방법으로 관찰하기 어려웠던 짧은 시간동안 발생하는 생명현상을 실제 세포 내에서 나타나는 현상과 유사하게 연구할 수 있어 세포생물학의 기본적인 이해를 돕고, 생명현상의 원리에 대한 새로운 단서를 찾는데 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.
DGIST 남홍길 펠로우는 “생화학반응의 움직임을 관찰하는 새로운 방법을 개발해 지금까지 보기 힘들었던 빠른 속도에서의 단백질 활동을 연구하는데 기여할 것이다”며 “실제 세포 내에서 어떤 일이 일어나고 있는지 연구하는 마이크로물방울 생물학 분야를 개척할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 세계적 과학기술 전문저널인 미국국립과학원회보(PNAS) 16일자 온라인판에 게재됐다. 남홍길 펠로우 연구팀은 생명체 노화의 공통 원리에 대한 이해를 목적으로 미국 스탠포드대학 화학과 리차드 제어(Richard N. Zare) 교수 등과 공동으로 연구를 진행했다.
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