KAIST, 1000분의6초 수준 단백질 반응 순간 포착

[이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 생명 현상을 이해하는데 필수적인 생화학 반응 변화를 수 밀리초 수준에서 정지시키고, 이를 분석하는 방법을 개발했다.

KAIST는 강진영 화학과 교수와 이원희 물리학과 교수 공동 연구팀이 초고속 생화학 반응 연구를 위한 ‘패릴렌(parylene) 기반 박막 미세유체 혼합-분사 장치’를 개발했다고 24일 밝혔다.

강진영 KAIST 화학과 교수, 황혜랑 석박사통합과정, 이원희 물리학과 교수.(사진=KAIST)

패릴렌은 단백질 반응을 초고속으로 관찰하기 위한 미세유체 장치를 만드는 핵심 재료이다. 수 마이크로미터의 얇은 박막형태로 스프레이 제작이 가능하도록 만든 소재이기도 하다.

연구팀은 기존에 제시됐던 시간 분해 초저온 전자현미경 기법(TRCEM) 기법의 한계를 극복해 기존 대비 시료 소모량을 3분의 1 수준으로 줄이면서 분석가능한 최소 반응시간을 기존 기술 대비 수십 배 향상해 6밀리초(1,000분의 6초)까지 줄였다.

연구팀은 기존 한계를 극복하기 위해 초박막 패릴렌 소재를 적용한 새로운 혼합-분사장치를 개발했다. 이 장치는 시료의 양을 기존 대비 3분의1 수준으로 줄였고, 미세유체역학 소자 내 반응 개시에 필요한 시료 혼합 시간을 0.5밀리초로 줄여 전체 반응시간을 6밀리초까지 줄였다.

강진영 교수는 “TRCEM 기법을 더 실용적으로 만들었다”며 “구조 생물학, 신약 개발, 효소 반응연구, 바이오 센서 개발 등 다양한 생명과학과 의약 분야에서 패럴린 박막 소자의 활용 가능성을 제시했다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 지난 1월 28일자로 온라인 게재됐다.