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가까이 붙어있는 세포는 서로 신호전달물질을 교환해 의사소통을 합니다. 그렇다면 물질을 교환할 수 없을 정도로 멀리 있을 때 세포는 어떻게 대화할까요? 최근 김재경 KAIST수리과학과 교수팀이 수학 모형을 이용해 세포가 넓은 공간에서 의사소통하는 방법을 확인했습니다.

연구팀은 넓은 공간에서 세포가 어떻게 의사소통하는지 알아보기 위해 주기적으로 신호전달물질을 내뿜도록 만든 단세포 세균을 멀리 떨어뜨리고 관찰했습니다. 그러자 처음엔 제각기 다른 시간에 신호전달물질을 방출하던 세균들이 점차 동시에 주기적으로 물질을 방출하는 ‘동기화 현상’을 보였습니다. 이런 동기화는 전달받은 신호를 증폭하는 과정을 거치면서 일어난다는 것도 발견했습니다.

연구팀은 세포 사이의 복잡한 의사소통을 단순화시킨 수학모형을 만들었습니다. 세포를 원 위에서 움직이는 두 점으로 나타내자, 두 점이 점점 가까워져 결국 동시에 움직이는 동기화 현상을 나타냈습니다.

연구를 이끈 김 교수는 “복잡한 시스템을 미분방정식으로 단순하게 표현하지 않았다면 세포의 의사소통 방법을 규명하지 못했을 것”이라고 말했습니다. 이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 케미컬 바이올로지’ 10월 14일자에 실렸습니다.