d라이브러리

세포 내 구조를 연구하기 위해서는 최대 수억 원대에 이르는 고가의 현미경이 필수다. 이런 이유로 그간 질병 관련 유전자 연구는 고가의 설비를 갖춘 소수의 연구자에게만 허락된 일이었다.
이준희 미국 미시간대 의대 교수팀은 공간 바코드 기술로 현미경 없이도 초고해상도의 이미지를 얻는 방법을 개발해 국제학술지 ‘셀’ 6월 10일자에 발표했다. doi: 10.1016/j.cell.2021.05.010

‘식스코프(Seq-scope)’라고 불리는 이 기술은 DNA를 구성하는 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 사이토신(C)이 만드는 패턴을 마치 바코드처럼 인식해 공간지도를 작성한다. 그리고 조직 샘플 내 발현되는 모든 유전자와 여기에서 전사된 mRNA를 증폭시켜 이미지로 만든다. 이를 분석하면 세포 내부의 유전자 정보뿐 아니라 발현된 유전자의 종류도 알 수 있다. 

연구팀은 식스코프 기술로 간 조직 내 정상 간세포, 죽어가는 간세포와 유전자 발현이 달라진 간세포를 각각 구별하는 데 성공했다. 또 손상되거나 염증이 생긴 부위를 조직학적으로 확인했다. 이는 같은 약물치료를 받더라도 환자에 따라 반응이 달라지는 이유를 분석하는 데 활용될 수 있다.
기존에도 마이크로프린팅, 마이크로비즈 등 이와 유사한 실험 기법이 개발됐지만, 이미지 해상도가 20~100µm(마이크로미터·1µm는 100만분의 1m)에 그쳤다. 그에 반해 식스코프는 평균 0.6µm의 높은 해상도를 구현했다. 이는 인간 머리카락의 66분의 1 수준으로 세포의 구성 요소인 핵, 세포질, 미토콘드리아의 구조도 관찰할 수 있다. 

이 교수는 “현재 의학에서는 조직 샘플을 얻어 염색한 뒤 현미경으로 관찰해 질병을 진단한다”며 “(식스코프를 활용하면) 조직 샘플을 마치 3차원 공간 좌표처럼 읽어 내부를 들여다볼 수 있다”고 밝혔다.