'얼린 세포' DNA 나노기술로 깨웠다..화학보존제 보다 복원률 50% 높여

by강민구 기자
2022.11.10 12:20:12

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 세포를 아주 낮은 온도에서 얼려 보관할 때 화학 동결보존제보다 낮은 농도로도 더 높은 복원 성능을 얻을 수 있는 소재를 만들었다.

고려대는 안동준 화공생명공학과 교수, 김도년 서울대 기계공학과 교수 연구팀이 생체적합 DNA나노소재를 개발했다고 10일 밝혔다.

안동준 고려대 교수(왼쪽)와 김도년 서울대 교수(오른쪽).(사진=고려대)

최근 줄기세포, 제대혈, 정자·난자 냉동보관, 세포치료제 발명까지 의학이 발전하면서 생체 시료나 제품들을 안정적으로 얼려 보존하는 방법에 대한 필요성이 커지고 있다. 하지만 다이메틸설폭사이드(DMSO)와 같은 기존 화학적 동결보존제는 생체 독성을 지녔고, 어는 점을 낮추기 위해 과도하게 사용하면 생체시료를 손상시킬 수 있다. 녹인 후 몸속에 주입할 때에도 부작용을 일으킬 수 있다.

이런 이유로 해동 이후 노출시간을 적게 해야 했고, 해동 직후 생체시료는 쓰지 못했다. 부가가치가 큰 생체시료는 동결 과정에서 발생하는 손상에 더 취약할 수 있기 때문에 각 생체시료에 맞는 동결보존제가 필요하다.



연구팀은 DNA 나노기술로 만든 오리가미 구조체에 결빙제어 성능이 있는 단백질 시퀀스를 결합하고, 배열했다. 그 결과, 세포독성이 없고, 3500배분의 1의 농도에서도 기존 화학적 동결보존제보다 약 50% 높은 세포복원율을 보이는 동결보존 소재를 개발했다.

DNA 오리가미 구조체를 세포동결보존에 쓰고, 결빙제어 소재 성능을 분석하기 위해 딥러닝을 적용한 첫 사례다. 소재는 화학적 동결보존제와 비교해 오랜 기간 보존할 때 장점이 두드러졌다.

연구팀은 DNA 오리가미 나노패치의 동결보존 구조를 알아낸 만큼 다양한 생체시료에 적용해나갈 계획이다. 국내특허 2건과 국제특허(일본) 1건, 출원된 국제특허 2건(미국, 유럽), 추가 출원 중인 국제특허 4건(미국, 일본, 유럽, 중국)의 특허포트폴리오를 구축했다.

연구 결과는 지난달 28일 융합과학기술 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 온라인 게재됐다.