김태형 교수 연구팀 제작 성공
여러 줄기세포 분야 적용 가능
김태형 교수(바이오메디컬공학전공) 연구팀이 ‘줄기세포 자동 분화 플랫폼(SMENA)’을 세계 최초로 제작했다. 이번 연구에는 김태형 교수와 조연우 학생(바이오공학전공 박사 3차), 숙명여대 연구팀 등이 참여했다.
줄기세포를 통해 특정 세포를 취득하기 위해서는 ‘분화’ 과정이 필요하다. 이때 세포 분화의 효율성과 안정성을 높이기 위해 생체 내 환경의 특성을 모사하는 기술이 중요하다. 그동안 분화 유도 인자를 첨가한 배양액을 사람이 직접 주기적으로 교체하는 방식에 의존했다. 이에 실제 체내 환경과 차이가 생겼고 줄기세포 분화 효율과 세포 취득률에 변동성이 발생하는 문제가 있었다.
연구팀은 장기 배양 기간 동안 일정하게 분화 인자를 방출하는 단일 금속-유기 골격체 나노입자 패턴을 활용해 SMENA를 세계 최초로 완성하며 위와 같은 문제를 해결했다. 세포 배양 기판에 균일한 형태의 나노홀을 제작하고, 나노홀 하나에 나노입자를 하나씩 배치하는 기술을 적용함으로써 거둔 성과다.
연구에 참여한 조연우 학생은 “금속-유기 골격체 나노입자를 나노홀 패턴 내부에 하나씩 배치해 줄기세포 자동 분화 시스템을 만드는 아이디어를 실현하는 것이 어려웠다”며 “동일한 실험을 반년 넘게 하다 보니 지치기도 했다”고 전했다. 이어 “주위 사람들의 도움이 없었다면 연구를 성공적으로 마칠 수 없었다”고 덧붙였다.
김태형 교수는 “SMENA는 자연 분화를 모사하는 방식이어서 이 방법을 사용하면 일반적인 방법보다 분화의 효율이 좋아진다”며 “SMENA는 물질만 바꿔주면 다양한 줄기세포 분야에서 사용할 수있어 응용성이 높다”고 말했다. 이어 앞으로의 후속 연구 계획에 관해 김태형 교수는 “현재 심근세포를 연구 중인 건국대 연구팀과 교류 중”이라고 전했다.