홀로토모그래피 첨단바이오 활용 전략 소개

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 홀로토모그래피 첨단바이오 분석 전략을 발표해 주목된다.

한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 박용근 교수 연구팀이 기초과학연구원(IBS) 등과 홀로토모그래피의 원리와 응용 현황, 한계점, 향후 방향성을 망라한 연구 성과를 발표했다고 30일 밝혔다.

홀로토모그래피는 엑스레이(X-ray) 컴퓨터단층촬영(CT)과 물리적인 원리는 동일하나 X선을 이용해 사람 몸속을 보는 CT와 달리 빛을 이용, 세포와 조직의 내부를 고해상도로 관찰할 수 있게 한다.

또 염색이나 표지(label)와 같은 화학적⋅유전적 처리 없이 세포와 조직의 3차원 영상을 세포 소기관 수준의 해상도로 관찰할 수 있게 해줘 기존에 불가능했던 바이오 연구와 산업의 다양한 측정과 분석 한계를 극복할 수 있다.

살아있는 세포와 조직뿐만 아니라 장기를 모사하는 3차원 구조체인 오가노이드는 신약 개발 과정에서 동물 실험을 대체하고 환자 맞춤형 치료법을 빠르고 효과적으로 확인하며, 궁극적으로 장기를 대체하는 치료 목적으로 활발하게 연구 개발이 진행 중이다.

오가노이드와 줄기세포 콜로니와 같은 3차원 생체 시편을 염색이나 전처리 없이 세포 소기관 수준으로 관찰하는 것은 3차원 생물학과 재생의학 분야에서 기초 연구 혁신과 바이오산업 응용 측면에서 모두 중요한 의미가 있다.

연구팀은 3차원 생물학, 재생의료, 암 연구 등 다양한 분야에 홀로토모그래피 기술을 적용한 사례와 미래 발전 가능성을 소개했다.

또 광원의 결맞음 정도에 따른 홀로토모그래피 기술을 유형화하고 각 기술의 원리, 한계점, 극복 방안을 자세히 설명했다.

특히 인공지능과 홀로토모그래피를 결합해 세포와 오가노이드를 관찰할 수 있는 한계를 크게 확장할 수 있는 전략을 심도 있게 다뤘다.

박용근 교수 연구팀은 지난 10여 년간 다양한 핵심 원천 기술과 응용 연구를 수행하며 홀로토모그래피 분야를 국제적으로 선도하고 있다.

김건 KAIST 자연과학연구소 박사, 윤기준 KAIST 생명과학과 교수팀, IBS 유전체 교정 연구단, 이성수 한국기초과학지원연구원(KBSI) 박사팀 등 연구진이 참여한 이번 연구 성과는 '네이처 리뷰 메소드 프라이머'에 지난 25일 게재됐다.

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