(Illinois researchers developed a tiny thermometer probe, left, that can quickly take temperatures inside of a cell, outlined with a dotted line for better visibility. Credit: Manjunath Rajagopal)
과학자들이 세포 안에 있는 미토콘드리아의 온도를 측정할 수 있는 초미세 온도계를 개발했습니다. 일리노이 대학의 산지브 신하 (Sanjiv Sinha)교수와 그 동료들은 미토콘드리아의 온도를 측정하는 초미세 프로브를 개발해 이를 저널 Communications Biology에 발표했습니다.
미토콘드리아는 세포의 발전소로 산소와 포도당 같은 영양소를 이용해 생명의 에너지원인 ATP를 생산합니다. 하지만 인간의 발전소와 마찬가지로 생명의 발전소 역시 에너지 변환 효율이 100%가 될 수는 없습니다. 이 과정에서 열이 발생하는데 이 폐열이 체온을 올리는데 사용됩니다. 포유류나 조류 같은 온혈동물에서는 아예 이 목적으로만 미토콘드리아를 사용하는 경우가 있습니다.
과학자들은 미토콘드리아의 열에너지 생산이 일정한 것이 아니라 중간중간 갑자기 올라간다는 사실을 알고 있습니다. 하지만 얼마 동안 온도가 어느 정도 상승하는지 알 도리는 없었습니다. 연구팀은 세포에 손상을 입히지 않으면서 세포 내부 미토콘드리아에 접근할 수 있는 온도 프로브를 개발했습니다. 당연히 기술적으로 쉬운 일은 아니지만, 연구팀은 미토콘드리아가 풍부한 신경 세포에서 이를 측정하는데 성공했습니다.
그 결과 미토콘드리아는 갑자기 1초 이내로 온도가 섭씨 5도 가량 상승하는 것으로 나타났습니다. 이는 내부에 축적한 양성자를 갑자기 방출하면서 나타난 현상으로 풀이됩니다. 이 과정을 통해 미토콘드리아는 온도를 조절하는 것으로 보입니다.
아무튼 그 작은 미토콘드리아의 온도를 측정하는 프로브를 만들 수 있다는 사실이 놀랍습니다. 앞으로 이 미세 센서 기술이 다양한 분야에서 응용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
참고
Manjunath C. Rajagopal et al, Transient heat release during induced mitochondrial proton uncoupling, Communications Biology (2019). DOI: 10.1038/s42003-019-0535-y
댓글
댓글 쓰기