분자 공학 혁신, 다양한 세포로 복잡한 미니 장기 구현 가능해지다

Seoul분자 공학의 새로운 기술로 실제 기관 유사 조직 구조를 제작하는 것이 가능해졌습니다. 연구자들은 특별히 접힌 DNA로 만들어진 미세 구슬을 사용하여 조직 내 성장 인자와 신호 분자의 방출을 조절합니다. 이 방법은 구조와 세포 구성이 실제 조직과 매우 유사한 더 발전된 유사 기관을 개발하는 데 도움을 줍니다.

새로운 기술은 성장하는 오가노이드에 DNA 마이크로비드를 주입하는 방법을 포함합니다. 이 비드는 UV 빛에 노출될 때 방출될 수 있는 단백질이나 기타 분자를 운반합니다. 이 방법은 조직 내에서 중요한 발달 신호의 시기와 위치를 정확히 제어할 수 있도록 합니다. 생물학자, 의사, 물리학자, 재료 과학자를 포함한 팀은 이 기술이 일본 쌀물고기 메다카의 망막 오가노이드에 효과적이라는 것을 입증했습니다.

이 기술의 주요 특징에는 다음과 같은 것들이 포함됩니다:

• 성장 인자와 신호 분자의 방출을 정밀하게 조절할 수 있습니다.
• 발달 중인 조직 내에서 국소적으로 전달이 가능합니다.
• 자연적인 세포 구성을 보다 정확하게 모방할 수 있습니다.
• 다양한 종류의 신호 분자를 운반하는 데 유연성이 있습니다.

이전에는 이러한 수준의 조절을 이루는 것이 불가능했습니다. 연구자들은 외부에서 성장 인자를 추가해야 했으며, 이는 종종 원치 않는 효과를 일으키고 오가노이드를 원하는 것보다 단순하게 만들었습니다. 새로운 방법은 특정 영역에서 성장 인자를 방출할 수 있게 하여 더 현실적인 조직 발달을 가능하게 합니다. 이를 통해 인간 질병과 발달을 연구하는 더 나은 모델을 제공합니다.

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연구자들은 DNA 마이크로비드를 이용하여 망막 색소 상피 세포에 Wnt 신호 분자를 직접 전달했습니다. 전통적인 방법으로 배양액에 Wnt를 사용하는 것은 신경 망막 발달을 방해하는 문제를 일으켰습니다. 미세구슬로부터의 집중적인 방출은 자연스러운 물고기 눈의 구조와 유사한 보다 정밀한 세포 배열을 가능하게 했습니다.

이 방법은 더 복잡하고 잘 조직화된 오가노이드를 만드는 데 도움을 줍니다. 이러한 고급 오가노이드 모델은 인간 발달과 질병에 대한 연구를 가속화하고 약물 테스트를 용이하게 합니다. 다양한 신호 분자를 사용할 수 있는 유연성 덕분에 이 방법은 여러 유형의 조직에 유용하게 적용될 수 있습니다.

이 기술은 기초 연구에만 영향을 미치는 것이 아니라, 신약 개발 및 맞춤형 의학 치료에도 혁신을 가져올 수 있습니다. 특히 더 나은 인체 조직 모델을 만들어 독성학, 병리학, 재생의학 등에서 활용될 수 있으며, 이러한 분야에서는 정밀한 조직 모델이 매우 중요합니다.