단백질 고용량 저장기술 개발

KAIST 줄기세포도 선택적 저장가능… 난치병 치료 기대

▲각각 다른 기공크기를 가지고 합성된 금속유기골격구조체에 다양한 크기의 단백질 및 고분자가 저장 될 수 있음을 역동적으로 나타내는 모식도다.

다양한 종류의 단백질 물질을 고용량으로 저장할 수 있는 기술이 KAIST 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST EEWS 대학원 오마르 야기 교수 연구팀이 커다란 크기의 기공을 갖는 금속유기골격구조체를 개발해 여러 종류의 단백질을 고용량으로 저장할 수 있는 원천기술을 확보하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계적 학술지 '사이언스(Science)' 5월호(25일 자)에 실렸다.

이번에 개발된 기술은 다양한 종류와 크기의 단백질을 저장할 수 있어 ▲고용량 고집적의 신약 개발 ▲특정 바이러스 분리 물질 개발 ▲인체 내에서 악성 반응을 일으키는 특정 단백질의 선택적 제거 ▲특정 부위에서 작용하는 신약 수용체 개발 ▲희귀 고분자 단백질 영구 보존 등 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 학계는 기대하고 있다.

이와 함께 줄기세포를 포함한 모든 인체의 세포까지 선택적으로 분리하고 영구히 저장할 수 있어 난치병 치료나 생명연장을 위한 의학기반 기술 발전에도 크게 도움이 될 것으로 예상된다.

금속유기골격구조체는 1당 축구장과 같은 크기의 표면적을 가지고 있으며 고용량의 물질 저장 능력과 빠른 물질 이동특성을 가지고 있다.

이로인해 많은 양의 물질을 내부에 저장할 수 있어 최근 다양한 종류의 차세대 저장체 연구에 필수적인 장비로 사용되고 있다.

야기 교수 연구팀은 5 이상의 크기를 가지는 분자체를 이용한 금속유기골격구조체를 개발해 이러한 문제들을 해결하고, 금속유기골격구조체의 주기적인 기공을 처음으로 투과전자현미경을 이용해 관찰하기도 했다.

야기 교수는 “이번 연구는 그동안 불가능했던 큰 크기의 단백질 및 고분자들을 규칙적 배열을 가지는 다공성 물질을 개발해 고용량으로 저장하는 원천기술”이라며 “고용량으로 집적된 단백질 약을 원하는 곳에 투여함과 동시에 제거해야 할 분자들을 선택적으로 흡수함으로써 난치병이나 희귀병 치료에 획기적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 KAIST 오마르 야기 교수와 오사무 테라사키 교수가 공동으로 수행했다.

권은남 기자