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‘여러분을 생명화학연구부 세포분석팀의 일일연구원으로 임명합니다.’ 지난 4월 20일 대전 전민고 1학년 학생 2명이 한국기초과학지원연구원 생명화학연구부 세포분석팀을 찾았다. 레이저형광현미경을 이용한 세포 소기관 연구 프로그램을 체험하기 위한 것.

지도는 세포분석팀의 ‘맥가이버’ 이지원 연구원이 맡았다. 그는 5년 전부터 매년 5월과 10월에 초중고생과 과학교사를 대상으로 ‘첨단기기 과학캠프’ 에서 레이저형광현미경을 소개하고, 전문가들을 대상으로 레이저형광현미경의 원리와 응용방법을 교육해온 베테랑이다.

일일연구원의 목표는 레이저형광현미경과 친해지기. 이 연구원은 이들에게 우선 레이저형광현미경의 원리를 설명했다. “레이저형광현미경의 정식 명칭은 공초점레이저형광현미경입니다. 쉽게 말하면 광학현미경과 형광현미경을 합쳐놓은 것인데 여기에 공초점 기능까지 첨가돼 그런 이름이 붙은 것이죠.”

이 연구원은 우선 광학현미경부터 차근차근 체험할 것을 제안했다. “우와, 개구리에 진짜 발톱이 있네요.” 광학현미경으로 아프리카 발톱 개구리를 관찰한 일일연구원은 이내 탄성을 지르며 현미경 공부에 몰입했다. 이어서 동물세포를 배양해 정상세포와 암세포를 비교 관찰했다.

현미경으로 세포를 관찰하는 일이 익숙해졌다고 판단한 이 연구원은 레이저형광현미경 관찰을 위한 준비단계로 일일연구원에게 살아있는 세포의 소기관 염색을 맡겼다. “레이저형광현미경의 가장 큰 특징은 살아있는 세포를 사용한다는 점과 3차원 영상 분석이 가능하다는 것입니다.”

그는 일반 형광현미경과 레이저형광현미경의 차이점도 덧붙여 설명했다. 일반 형광현미경은 시료에 여러가지 파장의 빛을 동시에 비춰 시료 전체를 발광시키기 때문에 원하지 않는 점으로부터 오는 빛에 의한 간섭현상이 생겨 사진의 선명도가 떨어지기 쉽다. 반면 레이저형광현미경은 시료 중 원하는 지점에 레이저와 사진기의 초점을 동시에 일치시켜 공초점을 형성하기 때문에 초점에서 벗어난 빛에 의한 간섭현상을 최소화시켜 사진이 선명하다.

일일연구원은 이 연구원의 설명에 따라 마침내 염색한 소기관 중 미토콘드리아를 레이저형광현미경으로 관찰했다. 그리고 미토콘드리아가 활성산소에 어떻게 반응하고, 어떻게 사멸해 가는지도 지켜봤다.

일일연구원 체험을 마친 학생들은 너무나 작은 세포를 뚜렷한 입체로 관찰할 수 있다는 사실이 신기하고 놀랍다며 이 연구원에게 거듭 감사를 표했다.