우리얘기

신문지상에서 흔히 "최초의 인류 조상 화석 발견", "국내에서 제일 오래된 암석", "중생대 공룡 화석 발견" 등등의 기사를 볼 때가 있다. 이때 빠지지 않고 등장하는 것은 해당 암석의 지질연대이다.

일반인들이 듣기에 생소한 지질 연대 측정은 생각 외로 우리 생활과 밀착되어 있다.

지하자원의 조사나, 고고학 유물의 발굴 및 대형 토목 구조물의 지반 안정성 평가에 있어서 정밀한 지질연대 측정 자료의 역할은 크다.

또한 지구 온난화를 비롯한 기후 변화 연구에 있어서도 과거 기후 변화 경향을 알기 위한 중요한 척도 중의 하나로서 연대 측정 자료는 활용된다.

최근 분석 장비들의 발달로 인해 지질 연대 측정용 분석 기기들의 발달도 괄목할 만하다.

지질연대 측정을 위해서 동위원소비를 측정할 수 있는 질량분석기가 필요한데, 국내에 보급되어 있는 것은 열이온화 질량분석기, 불활성기체 질량분석기와 고분해능 이차이온질량분석기이다.

그중 주목할 만한 것은 지난해부터 본격적으로 공동 활용이 진행 중인 고분해능이차이온질량분석기이다.

한국기초과학지원연구원 오창캠퍼스에 전 세계에서 13번째로 설치된 고분해능이차이온질량분석기(SHRIMP)는 광물 표면 수십 마이크로미터의 좁은 영역에 산소 이온빔을 쏘아 튀어나오는 이차 이온을 분석하여 연대 측정에 필요한 우라늄과 납의 동위원소를 측정하는 장비이다.

한국기초과학지원연구원 오창캠퍼스에 설치된 고분해능 이차이온질량분석기

세포는 생명의 기능적 단위이며 생노병사의 비밀을 간직하고 있다.

인간을 구성하는 약 10조개의 세포들은 끊임없이 외부의 신호를 감지하여 세포가 반응하며 세포의 신진대사를 유지하기 위하여 각종 이온물질들을 세포 안팎으로 수송한다.
또한, 영양물질을 흡수하며 노폐물을 포함한 독성물질은 계속해서 세포 밖으로 배출한다.
  
이러한 세포들의 능동적인 행동은 바로 세포막상에 존재하는 세포막단백질에 의해 이루어지는데, 세포막단백질의 종류는 수용체, 이온채널, 트랜스포터 그리고 효소 등이 있다.

세포막단백질은 인지질막에 박혀있으며 막관통 도메인을 1개에서 최대 33개까지 가지고 있기 때문에 물에 녹지 않는 소수성을 띄고 있어  분석하기가 매우 어렵다.

현재 알려진 막단백질 구조는 약 200개 정도로서 전체 밝혀진 단백질 구조의 0.4%정도에 지나지 않을 뿐 아니라 5539개 정도로 예측되고 있는 인간 막단백질의 발굴과 기능이 알려진 것은 1천개 미만이다.

따라서 효과적인 막단백질 발굴방법의 개발은 질환의 마커가 될 수 있는 막단백질 개발에 필수적이며 약물표적으로서의 산업화에 적용할 수 있다.

세포막 성질을 이용한 단백질-단백질 결합 분석장비, LSM710-FCS

한국기초과학지원연구원은 이러한 목적에 부합하고자 '세포막단백질 분석기술개발 사업'을 Top Brand Project로 시작하였다.

현재 생명과학연구부는 세포막단백질을 효과적으로 발굴할 수 있는 화학제/단백질분해효소 혼용처리 방법을 이용한 '샷건 막단백질분석기술'을 개발하였다.

또한, 기능성 막단백질 연구를 위하여 대표적인 항생제내성균인 아시네토박터 바우마니 (Acinetobacter baumannii)의 세포외막 소포체를 분리하여 구성 막단백질들을 발굴하였다.

마지막으로 세포막의 특성을 이용한 특정 단백질의 막이동 현상을 이용하여 세포내 신호전달 단백질-단백질 결합 및 단백질 복합체를 입체적으로 분석할 수 있는 '큐피드' 분석기술을 개발하였다.
 
이 기술은 약물의 작용점을 단백질 약물표적에서 빠른 시간 내에 추적할 수 있는 막단백질을 응용한 신기술이다.
  
세포의 마지막 불모지인 세포막 단백질에 대한 효과적인 분석기술개발은 차후에 단백질의약품 개발 산업에 중추적인 역할을 할 것이다.

<최종순 한국기초과학지원연구원 생명과학연구부장>