IT/과학
빛으로 세포 에너지 조절하는 인공 세포소기관 ‘PNO’ 개발
뉴스보이
2026.11.05. 14:13
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간단 요약
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빛을 스위치처럼 활용해 세포의 에너지 분자인 ATP 생산을 자유롭게 제어할 수 있게 됐습니다.
손상된 조직의 세포 생존율을 2배 높이고 물리적 성질까지 개선하는 성과를 거뒀습니다.
이 기사는 3개 언론사의 보도를 교차 검증하여 작성되었습니다.
이 기사는 3개 언론사의 보도를 교차 검증하여 작성되었습니다.
울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 조윤경 교수 연구팀과 POSTECH 화학과 이인수 교수 연구팀이 빛을 이용해 세포 에너지를 생산하고 조절하는 인공 세포소기관 ‘PNO(plasmonic nano organelle)’를 공동 개발했습니다. 연구팀은 빛에 반응하는 금·백금 나노구조 표면에 ATP 합성효소가 포함된 대장균 유래 세포막을 입혀 PNO를 제작했습니다.
PNO는 막 안팎의 수소이온 농도 차이를 이용해 에너지를 만드는 생물학적 원리로 작동합니다. 근적외선을 비추면 금·백금 나노구조가 포도당의 산화 반응을 촉진해 ATP 생산을 유도합니다. 실제로 근적외선을 비추자 세포 내 액틴 섬유 형성이 촉진되면서 조직 모형의 단단함이 빛을 비추기 전보다 약 1.9배 증가하는 결과가 나타났습니다.
연구팀은 산화 스트레스를 가한 3차원 조직 모형에 포도당과 근적외선을 공급해 PNO의 효능을 검증했습니다. 그 결과 PNO를 포함한 모형은 ATP 수준이 스트레스 노출 전의 약 84%까지 회복됐습니다. 이는 PNO가 없는 대조군의 회복률인 22%보다 월등히 높은 수치이며, 세포 생존율 역시 대조군 대비 약 2배 높게 나타났습니다.
이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐습니다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 향후 손상된 조직의 재생 및 치료 연구에 기여할 것으로 기대됩니다.
