[더밸류뉴스=권소윤 기자]

고려대학교(총장 김동원) 공동연구팀이 세계 최초로 계산 기하학을 도입해 생체 면역 반응을 조절하는데 성공했다.

강희민고려대 신소재공학부 교수와 장우영 안암병원 정형외과 교수 공동연구팀이 세포외기질(Extracellular Matrix, ECM, 세포의 바깥쪽에 있는 구조적 물질을 총칭하여 이르는 말) 네트워크 구조 해석에 세계 최초로 계산 기하학 개념인 ‘들로네 삼각분할(Delaunay Triangulation, 점들의 집합에 대해 삼각형 네트워크를 생성하는 기법으로, 컴퓨터 그래픽스, 지리정보시스템(GIS), 데이터 분석 등에서 자주 사용)’을 도입해, 생체 면역 반응을 조절하는 데 성공했다. 

(왼)강희민 고려대 신소재공학부 교수, (오)강나연 고려대 박사과정생(공동 제1저자) [사진=고려대학교]

세포외기질(ECM)은 살아있는 생물체 세포의 기본적인 중요 요소로, 대표적인 예로는 콜라겐, 엘라스틴, 히알루론산 등이 있다. 특히 세포외기질의 내부 리간드(세포외기질에 존재하는 단백질 내의 세포 부착을 매개하는 물질) 간 상호 관계는 세포의 행동에 영향을 주고 더 나아가 면역반응까지 조절한다. 

공동연구팀은 세포 부착성 리간드가 부착된 나노입자 사이에 자성 나노입자를 분포하고 리간드 사이가 차단된 세포외기질 네트워크 구조를 모사한 뒤, 들로네 삼각분할 컴퓨터 학습 프로그램을 활용해, 리간드 간 상호관계가 차등적으로 차단될 때의 상황을 그래프로 만들었다. 

a.들로네 삼각분할 그래프 모델링 및 나노물질을 이용하여 모사한 네트워크 구조의 모식도 b.서로 다른 종횡비를 갖는 자성나노입자 및 자기장을 통한 원격제어에 따라 리간드 간 상호작용이 달라질 수 있음을 표현한 모식도 [자료=고려대학교]

연구 결과, 세포 부착성 리간드가 서로 차단되지 않아 부착이 활발히 이루어짐을 확인했으며 세포외기질 네트워크 구조를 새로운 방법으로 해석해 생체 면역 반응 조절이 가능함을 밝혔다. 

강희민 신소재공학부 교수는 “세포외기질 네트워크 구조를 모사하면서도 복잡한 네트워크 구조를 해석했으며 나아가 생체 면역 반응을 조절할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 큰 의미를 가진다”라고 말했다. 

해당 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자지원사업, 과학기술정보통신부 나노 및 소재 분야 기술개발사업, 교육부 박사과정생연구장려금지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제적인 학술지 ‘Advanced Materials’(Impact Factor: 27.4)에 작년 12월 24일(금) 온라인 게재와 함께 표지 논문으로 선정됐다. 

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