이용구 광주과기원 교수팀, 레이저로 세포에 구멍 뚫고 유전자 집어 넣는 '광집게' 개발

"유전자 치료 등에 활용"

레이저로 세포에 순간적으로 구멍을 뚫고 원하는 유전자를 넣는 ‘광집게(optical tweezers)’ 장치를 국내 연구진이 개발했다. 세포 손상을 최소화할 수 있어 유전자 치료 등 생명공학 연구에 활용될 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 이용구 광주과학기술원 기전공학부 교수 연구팀이 세포 손상을 최소화할 수 있는 광집게 기술을 개발했다고 20일 발표했다.

지금까지 연구자들은 유전자를 세포에 주입하기 위해 원하는 유전자로 도포한 나노입자를 총을 쏘듯이 고속으로 충돌시키거나 전기 쇼크를 주는 방식을 이용했다. 유전자 전달 확률이 일정하지 않고 세포가 손상될 우려가 있었다. 또 다량의 세포를 대상으로 유전자 조작을 진행하기 때문에 집단적 평균 결과만 확인하고 개별 세포를 관찰하기 어려운 게 한계였다.

연구팀은 ‘펨토초 레이저’로 세포벽에 순간적으로 구멍을 내고 원하는 유전자를 도포한 입자를 광집게로 세포 안에 전달하는 데 성공했다. 광집게는 레이저의 전자기장을 이용해 세포 속으로 마이크로 크기의 입자를 이동시키는 장치다. 광집게를 이용하면 세포에 전달할 유전물질의 양과 전달 시간, 주입 위치를 정교하게 조절할 수 있다. 원하는 때 원하는 부위로 원하는 양만큼 유전자를 전달할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

미래부와 한국연구재단의 ‘중견연구자 지원사업(핵심연구)’에서 지원받은 이 연구 결과는 미국광학회가 발간하는 ‘바이오메디컬 옵틱스 익스프레스’에 실렸다.

김태훈 기자 taehun@hankyung.com