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[IT뉴스]KAIST, 전기 스위치처럼 몸속 세포 신호 조절한다

온카뱅크관리자

2025-08-11 07:27:28

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 생명화학공학과 박지민·김지한 교수 공동연구팀<br>- 세포반응 제어하는 ‘바이오전기합성 플랫폼’ 구현</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="z45EPKva1m">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="27ef85e8a165c340c95ae820d7a801dc05bf544ae993065459928c76ece51169" dmcf-pid="q81DQ9TNYr" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="·이번 연구를 수행한 KAIST 박지민 교수, 이명은이재웅 박사과정, 김지한 교수.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/11/ned/20250811072328708ddak.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="uS0se4GkXO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/11/ned/20250811072328708ddak.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            ·이번 연구를 수행한 KAIST 박지민 교수, 이명은이재웅 박사과정, 김지한 교수.[KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="73eba7a250fd80179701a8d81453c8ee3088a4fb0f5f447ea3b6fb70514f972c" dmcf-pid="B6twx2yjZw" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 우리 몸속 세포들은 신경, 면역, 혈관 기능을 조절하기 위해 다양한 신호 분자를 주고받는다. 그중 일산화질소(NO)와 암모니아(NH₃)는 특히 중요한 역할을 하지만, 이들은 불안정하거나 기체 상태로 존재해 외부에서 생성하거나 조절하기가 매우 어려웠다. 국내 연구진이 전기 자극 하나만으로 세포 안팎에서 원하는 신호 물질을 생성하고, 이를 통해 세포 반응을 마치 전기 스위치처럼 켜고 끌 수 있는 플랫폼을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="2f19e67460e4c5fcaa71edbb6bd4badef0e0dcf1e3d5241d67e16944aff7c64e" dmcf-pid="bPFrMVWAXD" dmcf-ptype="general">KAIST는 생명화학공학과 박지민, 김지한 교수 공동 연구팀이 전기 신호만으로 일산화질소와 암모니아 신호 물질을 원하는 순간에 생성할 수 있고 세포의 반응 시점·범위·지속 시간까지 조절할 수 있는 고정밀 생체 제어 플랫폼인 ‘바이오전기합성(Bioelectrosynthesis) 플랫폼’을 개발했다고 11일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="c518f4314e71f9b6e90ed2cc4a63ce622632f680e845675ebc2f6048af2a8b2b" dmcf-pid="KQ3mRfYctE" dmcf-ptype="general">연구팀은 몸속 질산염(Nitrite, NO2-) 환원효소가 작동하는 것에 아이디어를 얻어, 하나의 물질(질산염, Nitrite, NO2-)로부터 생체 신호 물질인 일산화질소와 암모니아를 선택적으로 생성할 수 있는 전기 기반 기술을 구현하는데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="2dba83f4900faef544396b09156bd73281948ea27065e459d0b54841bec99848" dmcf-pid="9x0se4Gk5k" dmcf-ptype="general">연구팀은 촉매에 따라 만들어지는 신호 물질이 달라지는 점을 기반으로, 질산염을 단일 전구체로 사용하여 구리-몰리브덴-황 기반 기본 촉매(Cu2MoS4)와 철이 들어간 촉매(FeCuMoS4)를 활용하여 암모니아와 일산화질소 신호 물질을 각각 선택적으로 합성하는데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="857112cabde4cd6858a8f0eaefe56b90cf8dd82c635d96aebea5a04af590b392" dmcf-pid="2EP1rNbYZc" dmcf-ptype="general">연구팀은 전기화학 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 ‘철’이 일산화질소와 강하게 결합해 철이 있는 촉매를 쓰면 일산화질소가 더 잘 만들어지고, 철이 없는 촉매를 쓰면 암모니아가 더 잘 만들어지는 식으로 생성 비율을 제어한다는 사실을 규명했다. 즉 촉매만 교체하면 전기 신호만으로 일산화질소 또는 암모니아 신호 물질을 자유롭게 생성할 수 있음을 입증했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="25c1cafc95380e47611379d2d5f526887caafcdbc21986a7665b08a357a1d206" dmcf-pid="VDQtmjKGXA" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="전기 신호로 원하는 신호물질을 합성하는 바이오전기합성 플랫폼 모식도 왼쪽)와 이를 활용한 세포 정밀 제어 결과(오른쪽).[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/11/ned/20250811072328940koph.png" data-org-width="644" dmcf-mid="70bTae3IZs" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/11/ned/20250811072328940koph.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            전기 신호로 원하는 신호물질을 합성하는 바이오전기합성 플랫폼 모식도 왼쪽)와 이를 활용한 세포 정밀 제어 결과(오른쪽).[KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="0dc06b065f5e1b3f3f13d27b1e6b957af96b7b54d7842befa9a606246e9bacd2" dmcf-pid="fwxFsA9HGj" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 플랫폼을 이용해 인간 세포에 발현시킨 TRPV1(통증·온도 자극을 느끼게 하는 센서)와 OTOP1(산·암모니아 등 pH 변화를 감지하는 센서) 같은 이온 채널들을 전기 신호로 작동시키는데도 성공했다.</p>
          <p contents-hash="77f3f72786ef085e1e5bcf2aa2ac290019878d0097d78c9f7c39494dc21777cd" dmcf-pid="4rM3Oc2XGN" dmcf-ptype="general">또한 전압의 세기와 작동 시간을 조절함으로써 세포 반응의 시작 시점, 반응 범위, 종료 시점을 자유롭게 조절할 수 있음도 실험적으로 입증했다. 말 그대로 마치 전기 스위치를 켜고 끄듯이 세포 신호를 조절하는 기술이 가능해진 것이다.</p>
          <p contents-hash="0f8ea39a1d4719ba19b2eaf0f0dadd990c1c65e26008550c152f132c483e6f0b" dmcf-pid="8mR0IkVZGa" dmcf-ptype="general">박지민 교수는 “이번 연구는 전기로 다양한 신호 물질을 선택적으로 생산해 세포를 정밀하게 조절할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “신경계나 대사질환을 대상으로 한 전자약 기술로의 확장 가능성도 크다”고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="441659d9958a5ee40ed508d6725c47ffd026e4b901fcbd95dfe0584ac372bb9e" dmcf-pid="6sepCEf5Hg" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미’에 7월 8일 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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