단일세포 단백체 분석 원천기술의 개요.[한국뇌연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국뇌연구원은 뇌발달질환 연구그룹 최영식 박사팀과 성균관대 공동 연구팀이 국내 최초로 단일세포에서 공간 단백체를 분석하는데 사용할 수 있는 질량분석 원천기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

유전체와 전사체(RNA) 분석을 위주로 하는 단일세포 오믹스 분석 기술은 뇌질환뿐 아니라 생물학 연구 전반에 큰 영향을 끼쳤다. 하지만 단백체는 유전체와 달리 중합효소증폭(PCR) 과정을 통해 양을 크게 늘리는 기술이 없어 단일세포 오믹스 연구에 한계가 있었다.

최근 해외에서 고가의 질량분석 장비를 활용해 단일세포에서 수천 개의 단백체를 동시에 분석하는 기술이 개발됐지만, 공간 오믹스(조직 내 세포 수준에서 위치 고려한 분자정보 식별 분석) 분석 연구를 하는 연구자에게 필요한 기술이 없고, 국내에서는 장비를 쉽게 이용하기 어려웠다.

최영식 박사팀은 기존의 질량분석 장비를 활용하여 하나의 세포에서 수천 개의 단백체 발현을 고속으로 정량 분석하고 공간 정보까지 분석할 수 있는 기술을 개발했다.

연구팀은 기존 뇌질환 모델동물에서 뇌 조직의 3차원 영상을 만드는 기술과 단일세포에서 단백체 분석을 하는 기술을 함께 개발하여 뇌질환의 원인이 되는 신경회로의 3차원 이미지와 관련된 단일세포 단백체를 동시에 분석할 수 있는 기술적인 기반을 마련했다.

이번 연구를 수행한 연구팀.[한국뇌연구원 제공]

현재 연구팀은 뇌질환이 시작되는 신경세포의 부위 규명에 대한 연구를 국내 바이오기업 ㈜메테오바이텍이 개발한 공간 오믹스 장비를 이용하여 진행하고 있다. 앞으로 이번에 개발한 단일세포 단백체 분석기술과 고해상도 세포 분리 기술을 활용해 세포 소기관의 단백체 분석 기술도 개발할 계획이다.

최영식 박사는 “이번 연구는 단일세포 기반 오믹스 기술이 거의 100% 외국 기술에 의존하고 있는 상황에서 공간 오믹스라는 최신의 기술 개발에 필요한 단백체 분석 원천기술 개발을 국내 연구진이 단독으로 이뤘다는 것에 의미가 있다”며 “뇌 면역세포에 의한 뇌질환 치료를 위한 연구에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘분석 화학회보’ 최신호에 게재됐다.