살아있는 세포·조직을 고해상도로 본다…`홀로토모그래피 기술` 총망라한 `논문`

KAIST 박용근 교수팀, 원리부터 현황, 한계까지
재생의료, 암 연구, 3차원 생물학 등에 적용 가능

홀로토모그래피 기술을 이용해 살아 있는 장 오가노이드의 장벽을 관찰한 다양한 종류의 세포와 소기관 모습. KAIST 제공

X선 CT와 비교한 홀로토모그래피의 모식도

세포와 조직을 살아 있는 상태로 관찰할 수 있는 홀로토모그래피 기술의 원리부터 방법론, 한계점 등을 총망라한 논문이 발표됐다.

KAIST는 박용근 물리학과 교수 연구팀이 기초과학연구원(IBS), 한국기초과학지원연구원(KBSI) 등과 공동으로 홀로토모그래피의 원리와 응용 현황, 향후 방향성 등을 담은 논문을 국제 학술지에 게재했다고 30일 밝혔다.

홀로토모그래피는 X-선을 이용해 인체 내부를 보는 X-선 CT(컴퓨터단층촬영)와 달리 빛을 이용해 세포와 조직 내부를 고해상도로 관찰할 수 있다. 염색이나 표지 등과 같은 화학적·유전적 처리 없이 세포와 조직의 3차원 영상을 세포 소기관 수준의 해상도로 관찰할 수 있어 재생의료, 맞춤형 의료, 난임 치료 등 첨단바이오 산업을 견인할 혁신기술로 주목받고 있다.

연구팀은 3차원 생물학과 재생의료, 암 연구 등 다양한 분야에 홀로토모그래피 기술을 적용한 사례와 미래 발전 가능성을 논문에 담았다. 또한 광원의 결맞음 정도에 따른 홀로토모그래피 기술을 유형화하고, 각 기술의 원리와 한계점, 극복방안 등을 상세히 제시했다. 이와 함께 다중산란으로 인한 복원 정확도 감소와 대용량 영상 처리의 한계를 AI 도입으로 극복하고자 하는 로드맵을 마련했다.

박용근 KAIST 교수는 "미지의 영역에 있던 세포와 조직의 기능적 원리를 규명하는데 홀로토모그래피 기술이 유용할 것"이라며 "파생되는 다양한 응용 연구와 기술적 개선을 통해 홀로토모그래피의 잠재력을 극대화해 나가겠다"고 말했다.

논문은 국제 학술지 '네이처 리뷰스 메소드 프라이머스(지난 25일)'에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr