고려대 연구진, 세계 최초로 세포외기질 시스템 해석에 계산 기하학 도입

세포외기질 네트워크 구조 해석에 '들로네 삼각분할' 활용

신체 바이러스에 대항하는 면역 반응 조절할 수 있어

고려대 신소재공학부 강희민 교수(왼쪽)와 강나연 박사과정생(공동 제1저자). (사진=고려대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤신영 인턴 기자 = 고려대 연구진이 세포외기질 네트워크 구조 해석에 세계 최초로 '들로네 삼각분할'을 도입해 생체 면역 반응을 조절하는 데 성공했다.

고려대는 신소재공학부 강희민 교수와 안암병원 정형외과 장우영 교수 공동연구팀이 세포외기질(Extracellular Matrix, ECM) 네트워크 구조 해석에 계산 기하학 개념인 ‘들로네 삼각분할’을 도입해 생체 면역 반응을 조절하는 성과를 이뤘다고 2일 밝혔다.

세포외기질은 살아있는 생물체의 세포 밖에 존재하지만 세포와 밀접하게 연관된 필수 구조체다. 대표적인 예로 콜라겐, 엘라스틴, 히알루론산 등이 있다.

세포외기질의 내부 리간드 간 상호관계는 세포 행동에 영향을 주고 면역반응을 조절하는 중요한 생체 메커니즘으로 알려져 있다.

지금까지의 연구는 세포외기질의 네트워크 구조를 기하학적 형태로 조절하는 방법을 제시해 왔다. 그러나 세포외기질 내부 리간드 간의 관계가 차단될 때의 영향을 예측하는 연구는 미비했다.

공동연구팀은 세포부착성 리간드가 부착된 나노입자들 사이에 자성 나노입자를 배치했다. 자성 나노입자는 리간드들을 좌우로 나누어 상호관계를 차단했다.

들로네 삼각분할 그래프 모델링 및 나노물질을 이용하여 모사한 세포외기질 네트워크 구조의 모식도(a) 및 서로 다른 종횡비를 갖는 자성나노입자 및 자기장을 통한 원격 제어에 따라 리간드 간 상호작용이 달라질 수 있음을 표현한 모식도(b). (사진=고려대 제공)
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이후 연구팀은 리간드 사이가 차단된 세포외기질 네트워크 구조를 모사하고 들로네 삼각분학 컴퓨터 학습 프로그램을 활용해 리간드 간 상호관계가 차등적으로 차단될 때의 상황을 그래프로 구성했다.

연구 결과, 세포 부착성 리간드는 차단되지 않았고 서로 간 거리가 짧을수록 세포의 인식도가 높아져 부착이 활발히 이뤄졌다. 고려대는 이러한 발견이 세계 최초로 들로네 삼각분학을 활용해 생체 면역 반응 조절이 가능함을 밝힌 것이라고 설명했다.

강희민 교수는 "세포외기질 네트워크 구조를 모사하면서도 복잡한 네트워크 구조를 해석했다"며 "생체 면역 반응을 조절할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 큰 의미를 가진다"고 전했다.

한편 이번 연구는 국제학술지 'Advanced Materials'에 지난 24일 온라인 게재되었으며 표지 논문으로 선정됐다.


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