개별세포 제어 셀트로닉스 기술 개발

김철기 교수팀, 차세대 세포칩 개발 길 열어

아주경제 이한선 기자 = 

김철기 교수

대구경북과학기술원(DGIST)은 김철기 신물질과학전공 교수 연구팀이 옐런 미국 듀크대학 교수 연구팀과 공동으로 마이크로 자기 소자와 나노 입자를 이용해 개별세포를 능동 제어할 수 있는 셀트로닉스 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

연구팀은 전자회로에서 전자 제어를 통해 메모리 소자를 구동하는 것에서 아이디어를 얻어 수천개의 세포군에서 원하는 특정 개별세포에 자성나노입자를 부착해 세포를 추출 및 분류하고 이들을 개별적으로 이동할 수 있는 셀트로닉스 기술을 개발했다.

연구팀이 개발한 기술은 세포가 생존할 수 있는 액체 내에서 마이크로 크기의 자기 소자를 이용한 자기력 제어를 통해 개별세포를 분류 및 이동, 원하는 곳에 포집 시킬 수 있어 세포 치료 및 유전자 연구에 필수적인 차세대 세포칩 개발에 적용할 수 있다.

지금까지는 개별세포의 능동 제어 기술이 없어 대부분의 세포 실험은 세포군에서 개별세포의 차이점을 분석하기 보다는 개별세포를 분쇄해 세포군 전체의 평균적인 정보를 분석하는 방법으로 연구해왔다.

셀트로닉스 기술을 통해 다량의 개별세포들 사이의 차이점을 분석하고 개별세포 간의 정보 전이 과정을 분석할 수 있어 앞으로 암세포의 전이 과정 연구에 큰 변화를 일으킬 것으로 기대된다.

또 수천개의 감염세포 가운데 비활성화된 잠복세포가 있다면 세포를 신속하게 추출 및 분석할 수 있어 잠복세포의 활성화 과정, 약물에 대한 반응을 통한 신약 개발 등에도 적용할 수 있다.

김철기 교수는 “셀트로닉스 기술은 전자를 제어하는 회로 알고리즘에 기반하고 있어 개별세포를 제어하기 쉽고 우리나라가 강점인 반도체 기술을 활용하기 때문에 상용화가 용이하다”며 “앞으로 의학자와 공동연구를 통해 에이즈와 암의 발병 및 전이과정 규명, 치료에 혁신을 가져올 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 세계적 과학기술 전문저널 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션스 14일자 온라인판에 게재됐다.

제1저자는 DGIST 신물질과학전공 임병화 박사과정 학생이다.