GIST, 질환 관련 생체 분자 발굴을 위한 새로운 고효율 분석법 개발
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GIST, 질환 관련 생체 분자 발굴을 위한 새로운 고효율 분석법 개발
  • 김하연 기자
  • 승인 2019.07.08 09:40
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[베리타스알파=김하연 기자] GIST(지스트, 총장 김기선) 지구·환경공학부 김태영 교수 연구팀이 대사적 중수 표지법을 활용하여 정상시료와 환자시료 내에 존재하는 지질의 상대 비를 분자 수준에서 고효율로 측정할 수 있는 분석법을 개발했다고 8일 밝혔다. 

지질(lipid)은 우리 몸을 구성하는 세포의 세포막을 구성하는 성분으로, 에너지 저장 및 신호 전달 기능 등을 담당하며 지질의 종류와 양의 변화는 제2형 당뇨병, 류머티스 관절염, 알츠하이머 병, 그리고 암과 같은 다양한 대사 및 면역질환과 깊은 관련이 있다. 따라서 생체 내 지질의 양을 측정하는 기술은 질병의 원인 규명 및 치료법 개발에 있어 매우 중요한 역할을 한다.

연구팀은 중수 표지법과 고분해능의 질량분석기를 결합하여 동위원소 분포를 측정한 후 정상 상태와 질병 상태에서 얻어진 생분자들 간의 상대적인 양을 계산할 수 있는 새로운 정량 분석법을 발표하였다. 또한 대용량의 질량분석 데이터를 자동화하여 처리할 수 있게 자체 프로그램도 개발하였다.

연구팀은 또한 대표적인 모델 암세포인 헬라 세포(HeLa cell)를 중수로 표지시킨 후, 정량 정확도와 정량 범위를 확인하기 위해 다양한 비로 혼합하여 액체 크로마토그래피-질량분석법(liquid chromatography-mass spectrometry)으로 분석하였다. 그 결과, 지방산(fatty acyl), 글리세롤지질(glycerolipid), 인지질(glycerophospholipid), 그리고 스핑고지질(sphingolipid)을 포함한 총 100여 개의 개별 지질을 100배의 차이까지 상대 정량하는 데 성공하였다. 

또한 저산소증을(hypoxia) 유도한 헬라 세포와 정상 세포에서 얻어진 지질의 상대 정량으로부터 기존에 알려진 저산소증으로 유발되는 트라이아실글리세롤(triacylglycerol)의 농축 현상을 확인하였다. 

김태영 교수는 “이전에 개발된 동위원소 기반 상대 정량법은 특정 생분자만을 정량할 수 있었던 것에 비해 본 연구에서 개발한 중수 표지법은 지질뿐만 아니라 단백질, 당, 핵산, 대사체를 포함한 여러 생분자의 동시 상대 정량이 가능하다”면서 “향후 질병으로 발생하는 생체 변화를 시스템적으로 연구할 수 있는 기술을 제공할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

GIST 김태영 교수가 주도하고 김종현 박사과정 학생이 참여한 이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업과 한국보건산업진흥원 보건의료기술연구개발사업의 지원으로 수행됐으며, 분석화학 분야의 최고 권위지인 '분석화학(Analytical Chemistry)'에 6월 27일에 게재되었다.

 
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