국내 의료진이 현미경 관찰을 위한 사전 작업들이 세포에 상당한 영향을 준다는 사실을 정량적으로 확인하고 비침습 도구 유용성을 강조했다.
백찬기, 김준기 울산의대 서울아산병원 융합의학과 교수팀은 비침습 촬영 기술인 광회절 단층촬영(ODT, Optical Diffraction Tomography)을 활용해 현미경 관찰을 위한 세포 전처리 과정이 세포 특성에 변화를 주는 것으로 나타났다고 21일 밝혔다.
전통적인 현미경은 세포 고정, 온도 변화, 형광 염색, 유전자 조작, 특정 소기관 형광 지표 등 관찰 전(前) 여러 과정을 필수로 수행해야 한다. 다만 전처리 과정 때문에 세포의 본질적 특성을 관찰하는 데 한계가 있는 것으로 알려졌다.
연구팀은 전처리 과정에 의한 세포 손상 유무와 그 정도를 파악하기 위해 ODT 기술로 세포 내부를 조사했다.
ODT 기술은 세포 내부로 빛을 조사해 산란된 빛을 수집하고, 표준 광원을 이용한 홀로그램 방식으로 3차원 영상을 재현한다. 이를 통해 세포 전처리 과정없이 비침습적인 방식으로 투명한 세포를 실시간 관찰하고 세포 소기관의 굴절률과 부피 등 다양한 물리적 정보를 획득할 수 있다.
ODT 기술로 관찰한 결과, 세포의 본질적인 특성이 손상될 수 있음을 확인했다. 한 예로 세포를 고정하거나 온도가 높아짐에 따라 세포 소기관들의 굴절률 값이 전반적으로 감소했다.
또 세포핵과 달리 세포질과 소기관 등의 세포 내부 구성 요소들이 상당 부분 소실됐다.
특히 형광 염색을 위한 세포 고정과 특정 녹색형광단백질(GFP) 유전자 발현은 세포 밀도를 뚜렷하게 변화시키는 것을 확인했다.
연구팀은 "특정 소기관 형광 지표의 경우 전처리를 하지 않는 비침습 기술로도 충분히 관찰할 수 있다"고 결론냈다.
김준기 교수는 “비표지 ODT 기술을 활용하면 세포 관찰을 계획하고 수행할 때 더 정확한 측정과 의미 있는 결과를 얻을 수 있다”고 말했다.
이어 “이 기술은 기초 생물학적 세포 연구에 국한되는 것이 아니라 질병 진단이나 면역세포와 암세포 관찰 등 다양한 세포 분석 분야의 기반이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
한편, 이 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘애널리티컬 케미스트리’ 최신호에 표지논문으로 게재됐다.
서동준 기자 (