소리를 이용한 다단계 효소반응의 조절(사진=IBS)
소리를 이용한 다단계 효소반응의 조절(사진=IBS)

[충남일보 김태진 기자] 기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장(POSTECH 화학과 교수) 연구팀이 기존 통념과 달리 지질 막 없이 소리만으로 용액 내에 분리된 공간을 생성하고 이를 활용해 효소 반응을 시공간적으로 조절할 수 있음을 규명했다고 3일 밝혔다.

세포와 같은 생체 시스템 모방 연구에서 효소 반응을 시공간적으로 조절하기 위해서는 효소를 지질이나 고분자 막으로 만들어진 공간에 가두는 ‘구획화’가 필요하다.

이를 위해 막 형성을 위한 물질을 효소와 섞어주고 정제하는 과정이 필요한데 가격이 비싸고 번거로우며 시간이 걸리는 단점이 있다. 

연구진은 이러한 과정 없이 소리를 이용해 용액을 상하로 흔들어주는 방식으로 ‘막 없는 구획화’를 구현했으며 이를 활용, 다단계 효소반응을 시공간적으로 조절할 수 있음을 최초로 밝혔다.

연구진은 이러한 소리를 이용한 구획화 방법을 활용해 나노 입자가 용액 내의 특정 영역에서만 성장 또는 배열을 하는 등의 응용이나 패턴된 수화젤을 합성하고 이를 세포 성장에 활용하는 등 이 발견이 다양한 분야에 사용될 수 있다고 설명했다.

기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장
기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장

김기문 단장은 “이번 연구는 소리를 이용한 ‘막 없는 구획화’와 이를 활용한 효소반응의 조절에 대한 것”이라며 “향후 이 방법이 생체 모방 시스템 연구나 새로운 물질의 합성 등에 사용될 것으로 기대된다”고 말했다.

연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인 판에 지난 2일 실렸다.

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