KBSI-(주)토모큐브, 홀로그래피·인공지능 활용 분석기술 개발

국산장비성능향상 지원사업 결실··· 질환 연구에 새로운 길 제시

생체 내에서와 유사한 상태의 세포를 실시간으로 분석해 내부 물질의 양을 정량적으로 측정하는 분석기술이 개발됐습니다. 염색 등 전처리 과정 없이도 세포 내부를 관찰할 수 있는 3D 홀로그래피 현미경을 이용한 덕분인데요. 이번에 개발된 분석기술과 3D 홀로그래피 현미경이 합쳐지면 세포를 관찰하는 현미경 기술의 새 패러다임을 제시하며, 향후 각종 질환에 대한 이해와 치료제 개발 등에서 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있습니다. 이번 [공동연구의 최전선]에서는 KBSI 광주센터 이성수 책임연구원과 박상우 박사후연구원, 연구장비 벤처기업 ㈜토모큐브의 사이언스팀 이수민 팀장을 만나봤습니다.

3차원 홀로그래피 기술로 살아있는 세포 분석

KBSI 광주센터의 이성수 박사 연구팀과 중앙대학교 시스템생명공학과 박경순 교수 연구팀이 개발한 기술은 살아있는 세포의 굴절률을 측정해 내부 물질의 양을 정량적으로 측정하는 분석 기술입니다. 연구팀은 3차원 홀로그래피(분석시료에서 빛의 진폭, 위상(phase), 간섭 등의 정보를 모아 컴퓨터 연산을 통해 영상의 형태로 재구성·재현해내는 기술) 기술과 인공지능을 접목한 현미경 기술로 동맥 내 거품세포가 가진 지질방울을 정량적으로 분석하는 데 성공했습니다.

“이번에 개발한 분석기술을 활용해 동맥 내 대식세포의 지질방울(Lipid droplet)을 추적 관찰했습니다. 대식세포는 이물질과 병원균을 제거하는 기능을 하는 동시에 지방 침전물을 제거하는 일을 하는데요. 동맥 혈관을 깨끗하게 하기 위해 혈관에 축적된 과잉 지방을 먹어 치우게 되는 거죠. 이때 너무 많은 지방을 섭취하게 되면 대식세포는 콜레스테롤을 잔뜩 짊어지고 있는 거품세포로 변형되게 됩니다. 이 거품세포가 동맥에 누적되면 염증을 유발하여 동맥이 폐색되고 결국 동맥 질환 유발로 이어지는 거죠.”

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