KAIST, 인공장기 생체 단백질 모방 금속 필름 개발

장재범·김일두 교수팀 "복잡한 생체 모방 재료·전기회로에 활용"

세포외기질에 항체 기반 생체 형틀법을 적용한 모식도 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 장재범·김일두 교수 연구팀이 '생체 형틀법'을 이용해 세포외 기질을 구성하는 여러 단백질 중 원하는 특정 단백질만 선택해 해당 단백질 구조체를 모방한 금속 필름을 합성하고 전기 전달 특성을 확인하는 데 성공했다고 16일 밝혔다.

생체 형틀법은 생체 구조체를 형틀로 삼아 다양한 무기물을 증착 및 성장시킴으로써 생체 모방 재료를 합성하는 것이다.

이런 생체 형틀법은 생체에 있는 특정 구조체에 사용돼 에너지, 광학, 마이크로로봇, 의료 분야 등에 응용돼 왔다.

특히 생체 구조체를 사용하고 모방한다는 점에서 인체 내 활용이 쉬워 인공장기나 상처 치유 분야에서 많이 연구된다.

연구팀은 지난해 항체(Antibody)를 활용한 신개념 생체 형틀법인 `항체 유도 생체 형틀'을 개발해 처음으로 다세포 생물 내부에 있는 특정 단백질 구조체를 모방한 금속 구조체를 합성하는 데 성공했다.

이를 세포외 기질로 확장해 세포를 지탱하는 구조체를 구성하는 단백질 중 '피브로넥틴'(fibronectin)을 표적 단백질로 삼아 그물형 금속 필름 제작에 성공했다.

세포외 기질은 세포 밖에 존재하며 세포의 분화, 성장, 이동에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 생체 조직과 기관(organ)의 구조적·기계적 특성 유지에 필수적인 생체 구조물이다.

연구팀은 그물형 금속 필름에 추가적 처리를 해 전기 전달이 가능하게 만들었다.

연구팀은 이 기술로 더 큰 규모나 복잡한 생체 모방 재료 합성 및 전기회로 제작도 가능할 것으로 기대했다.

KAIST 신소재공학과 송창우 박사과정, 안재완 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `어드밴스드 사이언스'에 지난달 18일 온라인 게재됐고, 전면 표지 논문(Front Cover)으로 선정됐다.

jchu2000@yna.co.kr

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