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ㅡ{해외선물디비문발문의({➧@텔 darknessDB}◀✔️[급전디비구매(+ 밀리초 단위로 단백질 반응을 포착하는 데 성공한 연구진. 왼쪽부터 KAIST 강진영 화학과 교수, 황혜랑 석박사통합과정, 이원희 물리학과 교수. KAIST 제공 국내 연구진이 밀리초(ms‧1000분의 1초) 단위로 단백질의 반응을 포착하는 데 성공했다. 생화학 반응의 변화를 수 밀리초 수준에서 정지시키고 분석하는 방법을 개발한 것이다. 생명현상을 이해하고 신약을 개발하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다. KAIST는 강진영 화학과 교수와 이원희 물리학과 교수 공동 연구팀이 초고속 생화학 반응 연구를 위한 ‘페릴렌 기반 박막 미세유체 혼합-분사 장치’를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구는 기존에 제시됐던 시간 분해 초저온 전자현미경(TRCEM) 기법의 한계를 극복해 기존 대비 시료 소모량을 3분의 1 수준으로 줄이면서 분석가능한 최소 반응시간을 기존 기술 대비 수십 배 향상했다. 분석에 걸리는 시간은 6밀리초, 1000분의 6초에 불과하다. 시간 분해 초저온 전자현미경은 단백질 복합체의 반응 중간 상태를 초저온에서 빠르게 냉동해 구조를 분석하는 기술로 주목받는다. 통상적인 초저온 전자현미경 분석에서는 짧은시간 존재하고 사라지는 반응 중간체를 포착하기 어려웠다. 이를 해결하기 위해 다양한 TRCEM 기법이 개발됐지만 시료가 많이 들고 시간 해상도가 제한되는 한계가 있다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 초박막 패릴렌 소재를 적용한 새로운 혼합-분사장치를 개발했다. 패릴렌은 단백질 반응을 초고속으로 관찰하기 위한 미세유체 장치를 만드는 핵심 재료다. 수 마이크로미터(㎛·100만분의 1m)의 얇은 박막으로 구성돼 스프레이 형태의 분사장치를 개발할 수 있다. 미세유체채널을 이용한 시간 분해 초저온 전자현미경 기법을 나타낸 모식도. KAIST 제공 이번에 개발된 분사장치는 시료의 양을 기존 대비 3분의 1 수준으로 줄였다. 미세유체역학 소자 내에서 반응 개시에 필요한 시료 혼합 시간을 0.5밀리초로 줄이고 전체 반응시간은 6밀리초까지 줄였다. 소자의 일체형 설계를 통해 실험의 정밀도와 재현성도 향상했다. 강진영 교수는 “이번 연구는 구조 생물학 및 신약 개발, 효소 반응연구, 바이오 센서 개발 등 다양한 생명과학 및 의약 분야에서 패럴린 박막 소자의 폭넓은 활용 가능성을 제시했다”고 말했다. 이원희 교수는 “연구팀은 앞으로 이를 활용한 생화학 반응 연구와 더 빠른 반응 분석을 위한 성능 향상을 목표로 연구를 이어갈 계획이”이라고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 1월 28일 온라인 게재됐다. <참고 자료> - doi.o