생체 탐침 고효율 형광증폭 기술 개발

생체 탐침 고효율 형광증폭 기술 개발
"생명현상탐구 위한 유용한 형광 영상물질 활용 기대"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 박승범 서울대·김은하 아주대 교수 연구팀이 다양한 파장의 빛을 발산하는 형광증폭 생물직교 프로브 설계 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
생물직교 반응은 생리학적 환경에서 일어나는 화학 반응이다.
생체 내 고유 분자와는 반응을 일으키지 않으면서 외부에서 투입된 파트너끼리만 선택적으로 반응한다.
형광증폭 생물직교 프로브는 선택적 결합 대상 표적 위치를 형광 신호로 영상화할 수 있는 분자 물질이다.
주로 테트라진 분자와 형광 분자가 연결된 형태다.
테트라진이 표적물질과 빠른 화학 반응을 일으키면서 화학구조가 변형되고, 형광 신호가 증폭되는 식이다.
그러나 형광 분자 에너지가 테트라진으로 전달되면서 형광이 소멸하는 한계가 있다. 형광증폭 효율이 감소한다는 뜻이다.


연구팀은 기존 형광체-테트라진 구획화 방식에서 벗어나 형광체-테트라진 분자 단일화라는 새로운 접근법을 제시했다.
이를 통해 형광 파장 영역과 관계없이 1천 배 정도 높은 효율로 형광 신호를 증폭했다.
연구팀은 기존 생물직교 프로브디자인 방법과 새 디자인 방법을 체계적으로 비교해 보고자 '서울플로어(Seoul-Fluor)' 형광 물질을 활용했다.
서울플로어는 2008년 박승범 서울대 교수 연구팀을 통해 처음 보고된 형광 분자 시스템이다.
형광 파장의 조율과 예측이 가능한 독특한 저분자 유기 형광 물질이다.


연구 결과 다양한 파장에서 활용될 수 있는 새로운 형광증폭 생물직교 프로브를 발굴했다.
개발된 물질로 세포 미세소관이나 미토콘드리아를 관찰하는 형광 이미징에도 성공했다.
서울플로어 기반 생물직교 프로브는 우수한 세포 투과성에 높은 형광증폭 효율을 가진다.
이런 이유로 다양한 생체 표적을 추적할 수 있는 다색 형광 프로브로 활용할 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다.


박승범 교수는 "발현량이 적어 관찰이 어려웠던 생체 내 표적을 선택적으로 추적할 수 있을 것"이라며 "생명현상탐구를 위한 유용한 형광 영상물질로 활용될 것"이라고 기대했다.
연구는 한국연구재단 기초연구사업과 바이오·의료기술개발사업 지원으로 수행했다.
이영준 서울대 화학부 박사과정생이 1저자인 논문은 '미국화학회지'(Journal of the American Chemical Society) 표지에 지난달 24일 자로 실렸다.
walden@yna.co.kr
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