韓성균관대-美MIT 공동연구 '뇌 20배 팽창 기술' 개발

뇌 및 장기 20 나노미터 해상도로 관찰 가능

성균관대학교(총장 정규상)는 국내 연구진이 뇌를 20배 혹은 50배 이상 팽창시켜 뇌의 초미세구조를 관찰할 수 있는 기술을 개발해 어떻게 뇌가 작동하는지 분석하는 데에 새로운 전기를 마련했다고 밝혔다.

성균관대학교 성균융합원 글로벌바이오메디컬공학과의 장재범 교수 연구팀이 매사추세츠 공과대학(MIT) 에드 보이든 교수 연구팀과 공동으로 뇌 및 장기를 20배 이상 팽창시키는 기술을 개발했다. 이 기술을 이용하면 일반 광학 현미경의 해상도를 열배 이상 향상시켜 20 나노미터 해상도를 얻을 수 있다. 또한 20배 팽창 후에는 뇌 및 장기가 투명해져 일반 현미경으로도 조직의 깊숙한 안쪽을 초고해상도로 관찰할 수 있다.

지난 2015년에 MIT 에드 보이든 교수 연구팀은 ‘흡수젤’을 이용하여 뇌를 4.5배 팽창시킬 수 있는 기술을 개발하였다. 흡수젤은 물을 매우 잘 흡수하는 성질이 있어서 그동안 아기 기저귀를 만드는 데에 사용되어 왔다. 이 물질을 물속에 넣어주면 물을 흡수하면서 흡수한 물의 부피만큼 팽창하게 된다. 장재범 교수 연구팀은 "이 기술을 획기적으로 개선하여 뇌를 50배까지 팽창시켜 뇌 신경세포들이 어떤 시냅스를 통해 삼차원으로 연결되어 있는지 매우 자세하게 관찰할 수 있었다"고 밝혔다.

장재범 교수는 “이번 성과는 뇌 연구뿐만 아니라 암 연구, 줄기 세포 연구, 혹은 신약 개발 등 다양한 분야에 쓰일 수 있을 것”이라고 밝혔다. 그리고 “앞으로 이 기술로 개개인의 장기를 초고해상도로 관찰하여 대량의 데이터를 얻고 이를 인공지능(AI)으로 분석하는 연구를 하고 싶다”라고 전했다.

한편 이번 연구결과 논문은 네이쳐 메소드(Nature Methods)지 온라인 판에 지난 18일 게재됐다.