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암 단백질-단백질 상호작용을 검출할 수 있는 새로운 나노기술

Physicist applies nanotechnology to detect cancer protein-protein interactions

미국 시러큐스대학(Syracuse University) 연구진은 새로운 종류의 나노물질이 암 탐지를 향상시킬 수 있다는 것을 보여주었다. 연구진은 혈청 속의 단백질-단백질 상호작용을 검출하고 특성화하며 분석할 수 있는 작은 센서를 만들었다. 단백질-단백질 상호작용을 아는 것은 암세포가 자라고 퍼지게 하는 단백질을 무능화시킬 수 있기 때문에 생체 의학 산업에서 매우 중요하다.

사람 게놈에 대한 연구는 신체에 많은 영향을 끼치는 기능성 단백질을 확인하는데 새로운 국면을 열었다. 단백질-단백질 상호작용의 변화로 질병이 발생한다. 따라서 이러한 상호작용을 평가할 수 있는 새로운 방법이 필요하다.

연구진은 나노바이오센서(nanobiosensor)라고 불리는 독특한 종류의 생체물리학적 도구를 설계하고 제작했다. 나노 기공 기반의 고감도 도구는 단일 분자 수준에서 단백질-단백질 상호작용을 감지할 수 있다.

단백질-단백질 상호작용은 인체의 모든 곳에서 발생하지만, 약 1밀리세컨드(millisecond) 동안에 지속되기 때문에 기존 방법으로는 검출하기가 어렵다.

이번에 개발된 기술은 암이 전신으로 퍼지기 전에 감지하는데 적용될 수 있다. 특히, 혈액으로 퍼지는 림프성 백혈병(lymphocytic leukemia)을 감지하는데 유용할 것이다. 백혈병 세포는 성숙하지 않은 상태로 죽기 때문에 종종 통제가 불가능하고 골수에 축적되어 정상적이고 건강한 세포에 영향을 끼친다.

하나의 단백질 샘플에서 얻을 수 있는 데이터는 엄청나다. 이번에 개발된 나노구조는 민감하고 구체적이며 정량적인 방식으로 생화학적 사건을 관찰할 수 있다. 향후 세포 용해물, 조직 생검과 같은 보다 복잡한 생물학적 샘플에서 단백질-단백질 상호작용을 연구할 필요가 있을 것이다. 세포의 각 부분이 어떻게 기능하는지를 알면 세포가 종양과 같은 비정상적인 형태로 변형되는 이유를 알 수 있을 것이다. 이 작은 센서는 바이오마커 검사, 단백질 프로파일링(profiling), 대규모 단백질 연구 등에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

이 연구 결과는 저널 Nature Biotechnology에 “Real-time measurement of protein–protein interactions at single-molecule resolution using a biological nanopore”라는 제목으로 게재되었다.

관련연구자: Avinash Kumar Thakur

관련기관: Syracuse University

본문키워드(한글): 나노기술, 단백질, 암, 나노바이오센서

본문키워드(영문): nanotechnology, protein, cancer, nanobiosensor

국가: 미국

원문출판일: 2018-12-10

출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=51678.php