미니 장기 오가노이드…고해상도 실시간 관찰한다
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[아이뉴스24 정종오 기자] 인체 장기의 구조와 기능을 모사한 3차원 미니 장기인 오가노이드는 다양한 질병 연구와 신약 개발에 필수 역할을 하고 있다. 국내 연구팀이 기존 이미징 기술의 한계를 극복하고 살아있는 오가노이드를 고해상도로 실시간 동적 변화를 관찰하는 데 성공했다.
한국과학기술원KAIST, 총장 이광형은 물리학과 박용근 교수 연구팀이 기초과학연구원IBS, 원장 노도영 유전체 교정 연구단단장 구본경 연구팀과 토모큐브의 협력으로 홀로토모그래피holotomography 기술을 활용해 살아있는 소장 오가노이드를 실시간으로 고해상도로 관찰할 수 있는 이미징 기술을 개발했다고 14일 발표했다.
기존의 이미징 기법들은 살아있는 오가노이드를 장기간 고해상도로 관찰하는 데 한계가 있었다. 형광 염색 등의 추가 처리가 필요한 경우가 많았다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 형광 등 염색 없이도 고해상도의 이미지를 제공하고, 세포 손상 없이 오랜 시간 동안 실시간으로 동적 변화를 관찰할 수 있는 홀로토모그래피 기술을 도입했다.
연구팀은 실험용 쥐마우스 소장 오가노이드를 이용해 이 기술을 검증했다. 그 결과 홀로토모그래피를 통해 오가노이드 내부의 다양한 세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있었다. 오가노이드의 성장 과정과 세포 분열, 세포 사멸 등의 동적 변화를 실시간으로 포착했다.
약물 처리에 따른 오가노이드의 반응을 정밀하게 분석해 세포 생존 여부를 확인할 수 있었다.
연구팀은 이번 연구를 통해 오가노이드 연구의 새로운 지평을 열었다. 신약 개발, 맞춤형 치료, 재생 의학 등 다양한 분야에서 오가노이드의 활용을 극대화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
앞으로 연구는 오가노이드의 생체 내 환경을 더 정확히 재현하고, 더욱 정교한 3차원 이미징을 통해 세포 수준에서의 다양한 생명현상을 이해하는 데 이바지할 것으로 전망된다.
논문의 제1 저자인 이만재 박사KAIST 의과학대학원 졸업, 현재 충남대병원는 “이번 연구는 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 이미징 기술로 앞으로 오가노이드를 활용한 질병 모델링, 환자 맞춤형 치료와 신약 개발 연구에 크게 이바지할 것”이라고 말했다.
연구 결과논문명: Long-term three-dimensional high-resolution imaging of live unlabeled small intestinal organoids via low-coherence holotomography는 2024년 10월 1일 국제 학술지 ‘Experimental amp; Molecular Medicine’에 온라인으로 실렸다.
/정종오 기자ikokid@inews24.com[관련기사]
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