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[랩큐멘터리]밝혀지지 않은 생명현상의 미스테리를 추적한다

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[랩큐멘터리]밝혀지지 않은 생명현상의 미스테리를 추적한다

2021.03.02 15:00
포스텍 단일분자 생물물리학 연구실

 

 

유전자 복제, 단백질 합성, 세포 사이의 정보 교환 등의 생명현상은 단백질, DNA, RNA 같은 생체분자에 의해 이뤄진다. 생명현상이 일어나는 과정을 규명하려면 이런 단백질의 움직임을 정밀하게 관찰하는 기술이 필요하다. 

 

이종봉 물리학과 교수가 이끄는 단일분자생물물리학연구실은 단분자 이미징 기법을 이용해 세포에서 일어나는 여러 현상을 연구한다. 단분자 이미징 기법은 노이즈 비율이 적은 전반사 현미경과 형광 처리한 분자를 관찰할 수 있는 형광 현미경을 이용해 생체분자의 움직임을 나노미터 단위에서 추적하는 기법이다.

 

대표적인 연구 주제는 2007년부터 10년 넘게 연구 중인 ‘유전자 정보 오류 복구 메커니즘’이다. 세포핵 안에는 약 30억쌍의 염기 서열로 이뤄진 유전 정보가 있다. 이 유전 정보를 복제해 핵 밖으로 옮긴 후 이를 이용해 단백질이 만들어진다. 이때 DNA를 복제하는 과정에서 오류가 발생하면 암 같은 병을 유발할 수 있다. 세포는 손상된 유전 정보를 찾아내고 복원하는 단백질 효소들을 가지고 있는데 연구실은 이 효소들의 상호작용을 관찰해 오류를 복구하는 과정을 규명했다. 이 연구는 국제학술지 네이처에 2016년 11월 17일에 실렸다. 

 

단일분자 생물물리 연구실은 단일분자 이미징 기법을 이용해 세포에서 일어나는 여러 현상을 연구한다.

연구실은 이밖에도 DNA를 이용해 단백질이 만들어지는 과정 중 세포 내에서 단백질이 DNA-효소 복합체를 이루는 과정, mRNA에서 단백질을 합성하는 과정 등 세포 단위에서 일어나는 여러 현상을 연구 중이다. 최근에는 세포들이 물질과 정보를 주고받기 위해 서로를 연결하는 얇은 관인 ‘세포관’이 형성되는 과정을 밝히기 위한 연구도 하고 있다. 

 

생명현상 연구는 목적에 따라 생명현상이 일어나는 이유를 밝히는 연구와 과정을 밝히는 연구로 나눌 수 있다. 이중 과정을 밝히는 연구는 생명현상의 주체인 생체분자들을 자세히 관찰하지 않고 서는 이뤄낼 수 없다. 단분자 이미징 기법을 이용해 생체분자의 움직임을 실시간으로 관찰하면 지금껏 밝혀지지 않은 생명현상의 미스테리를 밝힐 수 있고 생명현상에 대한 경외감마저 느낄 수 있다. 

 

 

포스텍 단일분자 생물물리학 연구실 바로가기 https://youtu.be/7tRykF6aCzA

 

 

※대학 연구실은 인류의 미래에 어떤 일들이 펼쳐질지 엿볼 수 있는 창문입니다. 인류 지식의 지평을 넓히는 연구부터 실제 인간의 삶을 편하게 하는 기술 개발까지 다양한 모험과 도전이 펼쳐지고 있습니다.  오늘도 연구실마다 교수와 연구원, 학생들이 머리를 맞대고 열정을 펼치고 있습니다.  연구자 한 명 한 명은 모두 하나하나의 학문입니다.  동아사이언스는 210개에 이르는 연구실을 보유한 포스텍과 함께 누구나 쉽게 연구를 이해할 수 있도록 2분 분량의 연구실 다큐멘터리, 랩큐멘터리를 매주 화요일과 목요일 소개합니다. 

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