DGIST 문대원 교수, 김재영 리서치펠로우 연구팀, 질량분석 이미징 시스템 개발

▲ 대기압 환경에서 살아있는 생체 샘플의 고해상도 질량분석 이미징을 획득할 수 있는 고분해능 질량분석 이미징 시스템을 개발한 DGIST 뉴바이올로지전공 문대원 교수(왼쪽)과 김재영 리서치펠로우
DGIST 연구팀이 일반적으로 생활하는 대기압 환경에서 살아있는 생체 샘플을 화학적 전처리 과정 없이 마이크로미터 크기의 고해상도로 질량분석 이미징을 획득할 수 있는 기술을 개발했다.

DGIST는 뉴바이올로지전공 문대원 교수와 김재영 리서치펠로우 연구팀이 살아있는 생체 샘플을 수 마이크로미터(㎛) 해상도로 분석할 수 있는 고분해능 질량분석 이미징 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다.

질량분석 이미징 기술은 조직과 세포에 있는 생체 분자를 탈착시켜 생체 분자의 질량을 측정, 조직과 세포의 생체 분자 정보를 얻는 동시에 생체 분자의 공간 분포 정보도 알 수 있는 방법으로 어떤 물질이 어느 부위에 얼마나 존재하는지 측정하는 기술이다.

지금까지 높은 해상도의 질량분석 이미지를 얻기 위해서 진공상태에서 생체 샘플을 분리시키는 이온빔 탈착 방식이나 레이저 탈착 방식을 주로 사용해왔다. 하지만, 진공 챔버에 샘플을 넣어 정확히 분석하기 위해서는 샘플을 얼려 자르거나 화학 처리를 하는 전처리 과정이 필요해 이 과정에서 샘플이 손상되거나 분자 정보가 줄어드는 등의 부작용이 있었다.

최근 10여년 전부터 대기압 환경에서 질량분석 및 질량분석 이미징하는 방법에 대한 연구가 세계적으로 진행돼 왔으나, 대기압에서 생체 샘플을 이온화하는 성능의 한계로 해상도가 수십에서 수백 ㎛에 달해 생명과학 및 의학 분야에 직접 활용하지 못해왔다.

질량분석 이미징 시스템을 조직 기반 신약 스크리닝 기술로 활용한다면 신약 개발 신뢰도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 실험용 동물의 희생을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

DGIST 뉴바이올로지전공 문대원 교수는 “대사활동을 하고 있는 생체 샘플에서 손상되지 않은 다량의 생체 분자 정보를 얻는 동시에 고해상도로 시각화할 수 있어 분자생물학 연구에 크게 기여할 것”이라며 “샘플에서 검출할 수 있는 분자량의 영역을 넓히는 후속 연구를 진행해 신약 스크리닝, 질량분석 내시경 개발 등 의료진단 분야에 활용하겠다”고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 13일자 온라인판에 게재됐으며, 고려대 임동권 교수 연구팀, 충남대 박지원 연구교수 연구팀과 함께 진행했다.
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