이 글을 읽는 대부분의 사람들은 한번은 슬라이드 글라스에 올려진 표본을 관찰 해 본 경험이 있을 것 입니다. 직접 표본을 만들어 본 적도 있을 것 이고요. 다들 물관과 체관을 관찰하기 위해 백합이나 셀러리 줄기를 잘라보지 않았나요? 그런데 이러한 표본을 만들 때는 유의해야 하는 점이 있습니다. 바로 ‘얇게 잘라야 하는 것’입니다. 줄기의 단면을 볼 때도, 잎의 단면을 볼 때도 세포를 제대로 관찰하기 위해서는 관찰하고자 하는 것을 얇게 잘라야 합니다. 동물 세포도 마찬가지 입니다. 대부분의 인체 조직 표본들은 얇게 저며져 슬라이드 글라스 위에 올라가 있습니다. 그렇다면, 우리는 얇게 자른 표본이 아니면 세포를 관찰 할 수 없는 것일까요? 만약 뉴런 등이 연결된 것과 같이 입체적으로 연결된 세포 사이의 네트워크가 관찰하고 싶다면요?
이 문제를 해결하기 위하여 나온 것이 바로 ‘생체조직 투명화 기술’입니다. 보통 뉴런의 네트워크가 관찰하고 싶다면 뉴런 세포가 있는 뇌를 몇 천개로 조각 내어 각각 을 표본으로 만들어 관찰한 후 하나로 합쳐야 합니다. 이것은 시간도 많이 사용하는 데다가 번거로운 작업입니다. 하지만 생체조직 투명화 기술을 이용한다면, 뇌의 조직을 투명하게 만들어 원하는 세포를 관찰 할 수 있습니다.
생체 조직을 투명하게 만드는 방법에는 여러가지가 있지만 그 중 오늘 소개할 방식은 고려대학교에서 개발한 유기용매와 아크릴 마이드를 이용하는 방법인 ACT-PRESTO 입니다. 이는 active clarity technique-pressure related efficient and stable transfer of macromolecules into organs의 줄임말로 이제껏 조직을 투명화 시키는데 상당한 시간이 걸렸던 다른 기술들과는 달리 ACT-PRESTO는 하루 안에 모든 몸의 조직을 투명화 시킬 수 있을 만큼 빠른 속도를 가지고 있습니다. 먼저 조직이 불투명한 이유를 알아볼까요? 우리 몸의 조직이 투명하지 않은 이유는 조직 안에 지질이 존재하기 때문인데, 지질에 의한 빛의 산란으로 조직이 투명하지 않아 보입니다. 그래서 생체조직 투명화 기술은 조직 안의 지질을 제거함으로써 조직을 투명하게 만듭니다. 이때, 지질이 제거되면 조직이 원래의 형태를 유지하지 못하고 흐물흐물해진다는 단점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 렌즈를 만들 때 사용하는 아크릴마이드를 이용하여 지질의 자리를 대체하도록 하였습니다. 이런 방법을 통해 투명한 신체조직을 만들 수 있는 것 입니다.
그렇다면 ACT-PRESTO의 과정을 한번 알아보겠습니다. 먼저, 투명화 시키려는 조직을 아크릴마이드 용액에 넣고 온도를 높이면 아크릴마이드 분자들이 서로 연결되어 그물망을 만듭니다. 그 상태에서 계면활성제를 투입하면 세포와 조직은 남고 지방만 녹아나와 신체 조직이 투명해 지는 것 입니다.
이 ACT-PRESTO 기술은 세포나 장기 내부의 구조, 분자들을 고화질로 관찰할 수 있고, 생물의 뇌 구조나 뇌 신경 연결성을 연구하는 데 큰 도움이 될 것 입니다.
ⓒ 2018학년도 2학기 바라던Bio
<작성자> 17-060 설예은
<분야> 바이오테크놀로지(Biotechnology)
바이오테크놀로지(biotechnology)는 생물의 유전자 DNA를 인위적으로 재조합, 형질을 전환하거나 생체기능을 모방하여 다양한 분야에 응용하는 기술을 말합니다. 생물체의 기능과 정보를 이용해 인류에게 필요한 물질과 서비스를 가공·생산하며, 의약품, 화학 식품, 화학 섬유 등 다양한 분야에서 활발하게 연구되고 있습니다.
<참고 문헌>
1. http://www.kunews.ac.kr/news/articleView.html?idxno=22571