"10분 만에 투명해지는 뇌"…서울대 연구팀, 초고속 '조직 투명화' 기술 개발

기존 SDS 계면 활성제를 SC로 바꿔서 난제 해결

[서울=뉴시스] 연구진은 SC라는 담즙에서 유래된 계면활성제가 조직 투명화에 적합함을 발견했다. SC는 SDS보다 훨씬 작은 입자를 형성해 조직에 깊게 들어갈 수 있으며 지질 제거 능력이 탁월하다. 그러나 SC를 조직 투명화 기술에 사용하면 침전물이 형성되고 조직이 갈색으로 변하는 상당히 심각한 문제가 발생했다. 이를 해결하기 위해 연구진은 이온 전도성 막과 최적화된 버퍼조건을 확립해 이러한 문제를 해결했다. SCARF는 조직투명화 이후 3차원 조직의 면역항체염색도 더 용이하게 만들어, 차후 임상의 조직진단에도 적용이 가능함을 보였다(자료=서울대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김광주 인턴 기자 = 사람의 몸속을 꿰뚫어 볼 수 있으면 그간 미지의 영역으로 불리던 '뇌'의 구조를 연구하는 데 큰 도움이 될 것이다. 또 질병을 일찍 찾아낼 수도 있다. 이를 위해 연구되고 있는 것이 '조직 투명화' 기술이다.

그런데 최근 서울대학교 연구팀이 10분 만에 조직을 투명화시킬 수 있는 기술을 개발했다고 밝혀 눈길을 끈다. 서울대는 의과대학 장성호 교수와 나명수 대학원생의 연구진이 초고속 투명화 기술을 개발해 SCARF로 이름 붙였다고 11일 전했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 뇌과학원천기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 저명한 국제 학술지 ‘스몰 메소드 (Small methods, impact factor: 14.188 )’ 에 지난 5일자 온라인 게재됐다.

사람의 뇌와 장기가 투명하지 않은 이유는 빛이 조직 내부에서 각 방향으로 흩어져 투과를 못하기 때문이다. 이때 빛의 투과를 방해하는 '지질'을 제거하거나 투명화시키면 내부의 구조를 3차원으로 들여다볼 수 있다.

따라서 관련 연구가 진행돼 왔지만 그간의 연구는 SDS라고 하는 계면 활성제를 이용해 지질을 조직 외부로 추출하는 방식으로 투명화시켰다. 우리가 흔히 알고 있는 비누에 쓰이는 계면 활성제가 맞다. 그런데 이 방식은 SDS가 상당히 큰 입자를 만들기 때문에 조직 내부로 침투시키기 어렵다는 난제가 남아있었다.

이에 서울대 연구진은 'SC'라고 하는 담즙에서 유래한 계면 활성제가 조직 투명화에 적합하다는 것을 발견했다. SC는 SDS보다 훨씬 작은 입자를 형성하기 때문에 조직에 깊게 들어갈 수 있고 지질 제거 능력이 탁월하다.

하지만 SC를 조직 투명화 기술에 사용하면 침전물이 생기고 조직이 갈색으로 변하는 심각한 문제가 있었다. 연구진은 이를 해결하기 위해 "이온 전도성 막과 최적화된 버퍼 조건을 확립함으로써 이러한 문제를 해결했다"고 설명했다.

SCARF의 가장 큰 장점은 투명화 속도와 효율성이다. 실험에서 SCARF 방식은 실험 쥐의 뇌 절편이나 태아를 단 10분 만에 완전하게 투명화 시켰다. 이 속도는 하루에서 이틀의 시간이 걸리는 기존 투명화 방법보다 약 200배 더 빠른 속도이다. 뇌 조직의 손상이 없었으며 형광 단백질의 보존도 뛰어났다.

서울대는 SCARF에 대해 "3차원 조직 진단의 상용화를 앞당기는 것이라 확신한다"며 "뇌의 구조적 연결성을 시각화한 '뇌 지도' 제작에도 큰 발돋움일 될 것"이라고 밝혔다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]