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[여성종합뉴스] 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 육종민 교수 연구팀이 한국기초과학지원연구원, 포항산업과학연구원, 성균관대학교 약학대학 연구팀과 함께 그래핀을 이용해 알츠하이머 질병을 유발한다고 알려진 아밀로이드 섬유 단백질의 실시간 거동을 관찰할 수 있는 새로운 단분자 관찰 기술(single-molecule technique)을 개발했다고 30일 밝혔다.

단분자 관찰 기술은 단일 분자 수준에서 발생하는 현상을 관찰할 수 있는 기법이다. 생체 과정에 수반되는 단백질 간 상호작용, 접힘, 조립 과정 등을 이해하는 데 핵심적인 기술이다.

현재까지는 형광 현미경을 이용하거나, 단백질을 급속 냉동, 움직임을 고정해 분자 구조를 해석하는 초저온 전자현미경 기법이 활용됐다.

자연 그대로의 단백질을 특별한 전처리 없이 분자 단위에서 실시간 관찰할 수 있는 기술은 없었다.

연구팀은 차세대 소재로 주목받는 그래핀을 이용해 숙제였던 두꺼운 투과 막에 의한 분해능 저하와 전자빔에 의한 단백질 변성 문제를 해결해, 단백질의 거동을 실시간 관찰할 수 있는 단분자 그래핀 액상 셀 전자현미경 기술을 개발했다.

이를 활용해, 알츠하이머 질병을 유발한다고 알려진 아밀로이드 베타 섬유의 초기 성장 과정에서 발현되는 분자 불안정성을 세계 최초로 관찰했다.

이 전자현미경 기술은 온전한 단백질의 다양한 거동들을 분자 수준에서 관찰할 수 있게 해, 코로나19 같은 바이러스성 단백질의 감염 과정, 퇴행성 질환을 일으키는 아밀로이드성 단백질의 섬유화·응집 거동 등과 같이 단백질의 상호작용에 의한 생명 현상을 이해하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

육 교수는 "알츠하이머와 같은 퇴행성 질환 신약 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 본다ˮ고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 `어드밴스드 머티리얼스'에 지난해 11월 온라인 게재됐다.(연합뉴스)

단분자 그래핀 액상 셀 전자현미경 모식도 및 성능/KAIST 제공