[TV서울=이천용 기자] 한국과학기술원(KAIST)은 강진영·이원희 교수 공동 연구팀이 극히 짧은 시간 동안 일어나는 생명체의 단백질 반응을 분석할 수 있는 시간 분해 초저온 전자현미경 기법을 개발했다고 24일 밝혔다.

생명현상과 신약 개발 연구 분야에서 ㎲(마이크로초·100만분의 1초)∼ms(밀리초·1천분의 1초) 단위에서 일어나는 단백질 반응 분석을 위해 시간 분해 초저온 전자현미경(TRCEM·Time-resolved cryo-electron microscopy) 기술이 주목받고 있다.

TRCEM은 단백질 반응체의 중간 상태를 초저온으로 급속 냉동해 구조를 분석하는 기술이다.

다만 시료가 많이 들고 최소 시간 반응이 10ms 이상 걸려 극히 짧은 시간 동안만 존재하는 중간체를 포착하기 어려웠다.

연구팀은 수 ㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 두께의 얇은 박막 형태의 소재인 패럴린을 이용해 미세유체 혼합-분사 장치 방식의 TRCEM 기법을 개발했다.

미세유체 채널 안에서 시료를 혼합한 뒤 분사·냉각해 관찰하는 방식으로, 패럴린을 이용해 기존보다 더 얇고 단순한 구조를 구현함으로써 시료 소모량을 기존의 3분의 1 수준으로 줄였다.

특히 미세유체 소자 내에서 반응 시작 전 시료가 혼합되는 시간을 줄여 반응 시간 해상도를 기존 10밀리초에서 6밀리초까지 높이는 데 성공했다.

이는 1천분의 6초 안에 일어나는 단백질 반응까지 분석할 수 있다는 의미이다.

강진영 교수는 "구조 생물학, 신약 개발, 효소 반응연구, 바이오 센서 개발 등 다양한 생명과학·의약 분야에서 패럴린 박막 소자의 활용 가능성을 제시했다"고 연구 의의를 설명했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials) 지난 1월 28일 자 온라인판에 실렸다.