항생제로 암세포 3차원 촬영 기술 개발…부작용도 적어

체내에 침투한 세균의 성장을 막는 항생제로 살아있는 세포를 3차원으로 촬영할 수 있는 기술이 개발됐다.

김기현 포항공대(POSTECH) 기계공학과 교수, 김성지 포항공대 화학과 교수, 정의헌 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 교수, 김명준 울산대 의대 아산병원 안과 교수 등이 참여한 공동연구팀은 항생제와 다광자현미경을 이용해 기존보다 10배 빠르게 생체조직 내 세포를 촬영할 수 있는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

다광자현미경은 3차원 해상도를 가지는 고성능 현미경 기술로 인체 내 신경세포, 면역세포는 물론 암세포를 촬영할 수 있다. 3차원 촬영이 가능한 만큼 임상에 적용하려는 시도가 있었지만 촬영속도가 더뎌 이전까지는 연구목적으로만 이용됐다.

연구팀은 안과와 내과에서 사용하는 ‘목시플록사신(moxifloxacin)’이란 항생제가 스스로 빛을 내는 형광 특성이 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 이 항생제를 이용해 눈 뿐 아니라 피부, 소장, 방광 등 생체조직을 다광자현미경으로 촬영하는 데 성공했다. 형광물질이 없을 때는 초당 0.2프레임 정도가 한계였으나 형광물질을 이용하자 이보다 10배 빠른 초당 2프레임을 촬영할 수 있었다. 밤에 사진을 찍을 때는 노출 시간을 오래 가져야 하지만 광량이 충분할 때는 노출 시간을 줄여도 선명한 시간을 얻을 수 있는 것과 비슷한 원리다.

항생제는 촬영에 필요한 만큼만 미량으로 사용해도 되기 때문에 부작용이 적은 것도 장점이다.

김 교수는 “연구로만 쓰이던 다광자현미경을 임상에 적용할 수 있는 기술을 제시했다”며 “인체에 사용할 수 있는 형광물질은 흔치 않은 데 이미 널리 쓰여 안전성이 인정받은 항생제를 이용한 데 의의가 있다”고 설명했다.

이번 연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 10일자에 실렸다.

이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com