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KAIST, 살아 있는 세포의 전자현미경 관찰 성공


그래핀 액상 셀 기술로 세포 손상없이 실시간 관찰

[아이뉴스24 최상국 기자] KAIST 신소재공학과 육종민 교수 연구팀이 경북대학교 한영기 교수 연구팀과 공동으로 살아 있는 세포를 실시간 전자현미경으로 관찰하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

연구팀은 관찰 대상 세포를 그래핀으로 감싸는 방법으로 전자현미경이 작동하는 극한 환경에서도 세포가 살아남을 수 있게 하는 데 성공했다. 살아 있는 세포의 실시간 분자 단위 관찰이 가능해짐에 따라 세포의 전이, 감염 과정 규명에 기여할 것으로 기대된다.

그래핀 액상 셀을 이용한 세포 관찰 방법에 대한 모식도와 이를 이용해서 관찰한 살아있는 세포의 주사전자현미경 이미지 [KAIST]
그래핀 액상 셀을 이용한 세포 관찰 방법에 대한 모식도와 이를 이용해서 관찰한 살아있는 세포의 주사전자현미경 이미지 [KAIST]

육 교수 연구팀은 지난 2012년 개발한 그래핀 액상 셀 전자현미경 기술을 응용해 이번에는 살아있는 대장균 세포를 관찰하는 데 성공하고, 이를 재배양 시킴으로써 전자와 진공에 노출되었음에도 살아 있음을 밝혀냈다.

연구팀의 그래핀 액상 셀 기술은 그래핀 박막을 이용해 시료와 액체를 함께 봉입, 진공 상태의 전자현미경 내부에서 수분을 유지할 수 있게 함과 동시에, 높은 에너지의 전자와 반응해 표본이 손상되는 것을 막아준다.

연구팀은 그래핀이 전자빔에 의해 공격성이 높아진 활성 산소들을 분해하는 효과도 가지고 있어서 그래핀으로 덮어주지 않은 세포보다 100배 강한 전자에 노출되더라도 세포가 활성을 잃지 않는다는 것을 확인했다.

육 교수는 "이번 연구 결과는 세포보다 더 작은 단백질이나 DNA의 실시간 전자현미경 관찰로까지 확대될 수 있어, 앞으로 다양한 생명 현상의 메커니즘을 근본적으로 밝힐 수 있을 것이라 기대한다"고 밝혔다.

일반 전자현미경 기술을 이용하여 관찰한 죽은 세포(상)와 그래핀 액상 셀을 이용하여 관찰한 살아있는 세포(하)의 주사전자현미경 이미지 [KAIST]
일반 전자현미경 기술을 이용하여 관찰한 죽은 세포(상)와 그래핀 액상 셀을 이용하여 관찰한 살아있는 세포(하)의 주사전자현미경 이미지 [KAIST]

이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 수행됐다.

신소재공학과 구건모 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `나노 레터스에 5월 5일 게재됐으며 6월 호 표지논문으로 선정됐다. (논문명: Live-Cell Electron Microscopy Using Graphene Veils)

최상국 기자 skchoi@inews24.com






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