세포 소기관 '환승 순간' 세계 최초 포착…자가포식 이동의 미지 풀렸다[과학을읽다] 작성일 01-28 10 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">자가포식체 이전 현상 실시간 영상화…동력학적 분해생물학 새 지평</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="VIToTxKpcA"> <p contents-hash="94327413f47c8b527b3261c1f09835ef0adad6cafb5daf56c5e5333e3171d11d" dmcf-pid="fCygyM9Uaj" dmcf-ptype="general">살아 있는 세포 안에서 소기관이 이동 경로를 바꿔 타는 이른바 '환승(handoff)'의 순간이 세계 최초로 실시간 포착됐다. 그동안 가설로만 제시돼 왔던 세포 소기관 간 이동 메커니즘을 시간의 흐름에 따라 직접 관측한 첫 사례다.</p> <div contents-hash="e0b020be4dc15550573182758d3f8291311fbfd7343491fa15e3096726ca8d7c" dmcf-pid="4hWaWR2uAN" dmcf-ptype="general"> <p>기초과학연구원(IBS) 분자 분광학 및 동력학 연구단은 자가포식 과정에서 자가포식체가 소포체에서 미세소관으로 이전되는 순간을 밀리초·나노미터 해상도로 실시간 영상화하는 데 성공했다고 밝혔다.</p> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a6536a6ebb86fff2c30842c86260733cd86aff69e679a88abbe3b57a8a268978" dmcf-pid="8lYNYeV7oa" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="형광 현미경과 간섭산란 영상을 결합해 관찰한 살아 있는 세포 내 자가포식체, 미세소관, 소포체 구조. 형광 표지된 LC3 단백질을 통해 자가포식체와 미세소관 네트워크를 식별하고, 간섭산란 영상으로 세포 전체 형태와 소포체의 동적 구조를 시각화했다. 이를 통해 자가포식체의 개별 이동 궤적과 고속(200Hz) 이동 특성을 정밀 추적했다. 연구팀 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/28/akn/20260128113616915grwc.jpg" data-org-width="745" dmcf-mid="9MSnSPB3gk" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/28/akn/20260128113616915grwc.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 형광 현미경과 간섭산란 영상을 결합해 관찰한 살아 있는 세포 내 자가포식체, 미세소관, 소포체 구조. 형광 표지된 LC3 단백질을 통해 자가포식체와 미세소관 네트워크를 식별하고, 간섭산란 영상으로 세포 전체 형태와 소포체의 동적 구조를 시각화했다. 이를 통해 자가포식체의 개별 이동 궤적과 고속(200Hz) 이동 특성을 정밀 추적했다. 연구팀 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="ff8f549a9e9ae3fc7b8ee42da410733941e3ae7c325f4da8d3cd9c886291f4d8" dmcf-pid="6SGjGdfzjg" dmcf-ptype="general"><strong>'본 적 없는 순간'…왜 어려웠나</strong></p> <p contents-hash="42b8de6d445717a8fb95c6a7fa6ca992eab87fc95675d693df8621e02a361675" dmcf-pid="PvHAHJ4qgo" dmcf-ptype="general">자가포식은 세포가 손상되거나 불필요한 단백질·소기관을 분해·재활용해 항상성을 유지하는 핵심 생명 현상이다. 이 과정에서 자가포식체는 소포체에서 형성·성장한 뒤, 미세소관을 따라 이동해 라이소좀과 융합한다.</p> <p contents-hash="bce5a52c55891075ba1ed95a323d6538fdd65f2b29af7e66a7df74ff61ec9df7" dmcf-pid="QGtwtgx2NL" dmcf-ptype="general">특히 소포체와 미세소관이 맞닿는 접합부에서 자가포식체가 이동 경로를 전환하는 현상은 오래전부터 제기됐지만, 공간이 지나치게 좁고 이동이 너무 빨라 살아 있는 세포에서 직접 관찰된 적은 없었다.</p> <p contents-hash="05e46f0943bed283d109acbdc5f13175ac06fe10084529c162efce16d134a690" dmcf-pid="xHFrFaMVAn" dmcf-ptype="general">IBS 연구진은 자체 개발한 비표지 간섭산란 현미경 다이슬림(Dynamic scattering-particle localization interference microscopy, DySLIM)과 형광 이미징을 결합한 다중 모드 영상 시스템을 구축했다. 이를 통해 자가포식체의 위치·이동은 형광으로 추적하면서, 소포체의 그물망 구조와 동적 변화는 비표지 방식으로 동시에 관찰했다.</p> <p contents-hash="41ecd585dbc6b0b0e05f3e396796a0c704901f2894fb51d3c5a3bd55247f61d5" dmcf-pid="ydgbg3WINi" dmcf-ptype="general">특히 LC3 단백질에 단일 형광 표지를 적용해 하나의 신호로 자가포식체와 미세소관을 동시에 식별하는 전략을 구현했고, 여기에 DySLIM을 병행해 소포체 구조 변화까지 고속 영상화했다.</p> <div contents-hash="1738f7b86f8434cc71708644dfa3f6d89a687bd6e34cbd083c6c042796d25b79" dmcf-pid="WJaKa0YCAJ" dmcf-ptype="general"> <p>그 결과 연구팀은 자가포식체가 소포체?미세소관 접합부에서 이전되는 순간을 밀리초 단위 시간 분해능과 나노미터 수준 공간 정밀도로 실시간 포착하는 데 성공했다.</p> </div> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2b2d67ea168e024a5ecfadb0247844538199ec8ed2951a25d75bda860c7436cf" dmcf-pid="YiN9NpGhod" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="간섭산란 현미경을 이용해 밀리초 시간분해능과 나노미터 공간 정밀도로 규명한 자가포식체의 소포체미세소관 간 전이 과정. 자가포식체의 상세 이동 궤적과, 형광·간섭산란 결합 영상을 통해 확인된 자가포식체·소포체·미세소관의 공간적 관계를 보여준다. 연구팀 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/28/akn/20260128113618191vmzy.jpg" data-org-width="745" dmcf-mid="2HVGVCcngc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/28/akn/20260128113618191vmzy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 간섭산란 현미경을 이용해 밀리초 시간분해능과 나노미터 공간 정밀도로 규명한 자가포식체의 소포체미세소관 간 전이 과정. 자가포식체의 상세 이동 궤적과, 형광·간섭산란 결합 영상을 통해 확인된 자가포식체·소포체·미세소관의 공간적 관계를 보여준다. 연구팀 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="84c67c37404a32663a502c856e9927987e4716d65efb0aac6b76189b83b2c268" dmcf-pid="Gnj2jUHlje" dmcf-ptype="general"><strong>정적 분석 넘어 '동력학적 분해생물학'으로</strong></p> <p contents-hash="88ea1256839923671fda3b9fe385eb52d5e22836d7b5f7c98e443c0d23c3afa8" dmcf-pid="HLAVAuXSAR" dmcf-ptype="general">이번 성과는 세포 소기관 이동을 정적인 스냅샷이 아닌 시간·공간 축에서 동시에 해석했다는 점에서 기존 연구와 뚜렷이 구별된다. 살아 있는 세포에서 소기관 간 전이 과정을 동력학적으로 규명한 세계 최초의 실험 사례다.</p> <p contents-hash="97df336ef8524bfbce8b52b01a590e1ae95868290986a8077d7d7a9602eda681" dmcf-pid="Xocfc7ZvcM" dmcf-ptype="general">홍석철 고려대 물리학과 교수는 "고속·고감도 영상 기술로 세포 소기관 상호작용을 직접 관찰함으로써, 미시 세계의 대사 과정을 시간과 공간에서 동시에 해석하는 동력학적 분해생물학이라는 새로운 연구 패러다임을 여는 계기"라고 말했다.</p> <p contents-hash="48df13e3d17f0c961a0e538132b3be4beb0ec3fc6be3aa5e2379face4b0f5df0" dmcf-pid="Zgk4kz5Tkx" dmcf-ptype="general">조민행 IBS 연구단장은 "형광 표지에 의존하지 않는 비표지 고속 나노영상 기술의 가능성을 입증한 성과"라며 "향후 차세대 비표지·분자선택적 영상 플랫폼으로 발전시켜 나가겠다"고 밝혔다.</p> <p contents-hash="dd3ad67fc4ab920d588d36171664bccff30132eb9d31b618accf20d69aece8b9" dmcf-pid="5aE8Eq1yAQ" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제학술지 ACS Nano에 지난 21일(한국시간) "소포체 재편성과 미세소관 수송의 직접 결합을 규명한 소기관 이전 포털 관측(Nanoscopy of Organelle Handoff Portals Reveals Direct Coupling between Endoplasmic Reticulum Remodeling and Microtubule-Based Transport)"이란 제목으로 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="08cb90b04de22f7694e573adc7867b5db9b3ab1644c9c12afb8469e3e81d92ee" dmcf-pid="1ND6DBtWgP" dmcf-ptype="general">김종화 기자 justin@asiae.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아시아경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 ‘챗GPT’ 검색 50% 돌파…네카오 초비상 01-28 다음 정부, 정보보호 2차 대책 발표…소비자 구제 강화·기업 투자 유도 01-28 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 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