한양대 이진석 교수팀, 세포의 이동성과 성장 조절하는 나노 표면 초점 접착 역학 규명

세포. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 한양대 화학과 이진석 교수팀이 아주 작은 구조의 표면에서 세포가 붙고 움직이며 성장하는 특성과 그 영향에 대해 밝혀냈다. 이 연구는 세포가 주변 환경에 따라 어떻게 행동하는지를 자세히 분석한 것으로, 앞으로 상처를 입은 조직을 치료하거나 암이 퍼지는 것을 막고, 인공 생체 재료를 만드는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이진석 교수는 14일 "이 연구는 세포가 나노바이오 인터페이스에서 물리적 특성에 반응해 스스로의 흡착, 이동, 성장 기능을 조절할 수 있음을 보여준 사례"라며, "기존의 화학적 치료제나 성장인자 중심 접근을 넘어, 비침습적이고 무독성이며 지속 가능한 나노바이오패치 제작에 활용돼 질병의 진단과 치료에 기여할 수 있는 핵심 기술이 될 것"이라고 말했다.

세포는 우리 몸의 바깥 환경인 세포외기질과 서로 작용하면서 붙고, 움직이고, 성장하고, 다른 세포로 변하는 등 여러 가지 기능을 한다. 이 과정에서 세포외기질과 세포의 뼈대를 연결하는 '초점 접착점'이라는 부분이 중요한 역할을 한다. 지금까지는 세포의 행동 변화를 주로 화학 물질을 중심으로 연구했지만, 아주 작은 구조의 표면 모양이 세포에 어떤 영향을 주는지는 명확하게 밝혀지지 않았다.

연구진은 표면의 휘어진 정도와 구멍 크기를 정밀하게 조절한 실리카 구슬 배열을 만들고, 그 위에서 세포가 어떻게 붙는지, 어떻게 움직이는지를 관찰했다.

실험결과, 휘어진 정도가 크고 닿는 면적이 좁은 표면에서는 세포가 잘 붙지 않고 둥근 모양을 유지했다. 이 상태에서는 초점 접착점이 약하게 형성돼 세포가 더 잘 움직이고 빨리 성장하는 경향을 보였다.

반대로, 평평하거나 구멍 크기가 작은 표면에서는 초점 접착점이 강하게 형성돼 세포의 움직임과 성장 속도가 느려졌다.

특히 연구진은 세포가 아주 작은 구조의 표면 모양에 따라 초점 접착점의 생성과 해체를 스스로 조절하며, 이 과정이 세포의 움직임과 성장 능력을 직접적으로 조절한다는 사실을 알아냈다. 이는 세포 기능을 조절하는 것이 단순한 화학적 자극 뿐만아니라, 표면 모양과 같은 물리적 요인을 통해서도 가능하다는 것을 과학적으로 증명한 것이다.

한편, 연구진은 이번 연구결과를 생체 재료 분야 국제 학술지 '바이오머티리얼즈 사이언스'에 발표했다. 또한 이번 연구는 박이슬 박사(숙명여자대학교, 공동 제1저자), 최예린(한양대학교, 공동 제1저자), 이진석 교수(한양대학교, 교신저자)가 참여했다. 
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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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