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인공 ‘망막’ 만들어 지나
인공 ‘망막’ 만들어 지나
  • 김홍균
  • 승인 2018.05.30 18:20
  • 댓글 0
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KIST·KBSI·서울대 공동팀
KIST 센서시스템연구센터 박병호 연구원이 인간의 눈을 모사한 생체소자를 개발하여 시각신호를 테스트 하고 있다.

(동양일보 김홍균 기자) 국내 연구진이 인간의 눈처럼 빛을 감지할 수 있는 ‘광수용체’를 인공적으로 제작하는 데 성공했다. 망막 질환을 치료하거나 인공 망막 연구에 활용될 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KIST) 센서시스템연구센터 김재헌 박사팀은 한국기초과학지원연구원(KBSI) 송현석 박사, 서울대 박태현 교수팀과의 공동연구를 통해 빛을 인지하고 색을 구분할 수 있는 인공 생체 소재를 개발했다.

망막에서 빛을 인지하는 단백질인 광수용체 단백질을 생산하고 이를 그래핀 소재와 결합해 인공 광수용체가 인지하는 광학 신호를 전기화학 신호로 측정, 분석하는 데 성공했다는 것이다.

망막은 원추세포와 간상세포로 구성돼 있다.

원추세포는 빛의 3원색인 빨강(R), 초록(G), 파란색(B)을 각각 흡수하는 광수용체가 가시광선을 흡수하며, 간상세포는 광수용체 단백질이 주로 명암을 구분한다.

연구진은 이 연구에서 인간배아신장 세포주(HEK-293)에 망막 원추세포에서 빛의 3원색을 흡수하는 광수용체 단백질 3종(파란색-1SW, 녹색-1MW, 붉은색-1LW)과 간상세포의 광수용체 단백질 1종(Rho)의 유전자를 주입, 이들 광수용체를 인공적으로 생산했다.

이어 각 광수용체를 전기화학적으로 민감한 소재인 그래핀(graphene)과 결합한 다음, 인공 광수용체가 빨강, 초록, 파란색 LED의 빛을 흡수할 때 일으키는 생화학적 변화를 전기화학적 신호로 포착해 특성을 분석했다.

그 결과 인공 광수용체는 사람의 눈이 가시광선 빛을 감지하는 스펙트럼과 매우 유사한 스펙트럼으로 빛에 반응, 사람 눈의 특성과 유사하게 가시광선의 빛 3원색과 명암을 인지하고 색깔을 구분할 수 있는 것으로 나타났다.

이번 연구는 순수 국내 연구진의 연구에 의한 원천 기술로 향후 망막 질환으로 고통 받는 환자들의 치료를 돕기 위해 활용 될 수 있으며 장기적인 연구로 진행되고 있다.

KIST 김재헌 박사는 “이번에 개발한 인공 생체 소재는 순수 국내 연구진에 의해 개발된 생명공학과 광학 분야의 융합 원천 기술”이라며 “향후 망막질환 치료를 위한 소재로 활용될 것으로 기대한다'고 말했다.

KBSI 송현석 박사는 ”이번에 개발된 생체 소재는 인간 시각을 가장 가깝게 모방할 수 있는 소재로 향후 시각 질환 환자에 적용 가능한 인공 망막으로 개발될 경우 인간의 망막과 비슷하게 작동해 기존 인공 망막 기기보다 훨씬 효율적일 것”이라고 전망했다.

연구 결과는 재료 분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈에 게재됐다. 충청의약뉴스


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