(Flow of cell fluid in a worm embryo: a new microscope allows researchers to change the flow direction. As a result, the head-to-tail body axis of the embryo is reversed. Credit: Molecular Cell Biology and Genetics)
세포는 눈에 보이지 않는 아주 작은 크기이지만, 그 안에는 또 다른 우주가 펼쳐져 있습니다. 진핵세포의 내부에는 DNA저장하는 핵은 물론 그 외의 공간인 세포질 (cytoplasm)이 존재해 복잡한 생명 현상을 유지합니다. 세포질 내부에는 골지체, 리보솜, 중심체, 미토콘드리아를 비롯한 다양한 세포 소기관이 있으며 그 사이 역시 빈공간이 아니라 세포액이라는 물질로 차 있습니다. 액체 상태인 세포액 사이에서는 물질의 흐름이 일어난다는 것 역시 알려져 있습니다.
과학자들은 이런 세포 내 물질의 흐름이 세포의 생명 현상 유지에 매우 중요한 역할을 한다고 생각해 왔지만, 살아 있는 세포 내부에서 이를 통제해 실험을 하기는 쉽지 않았습니다. 막스 플랑크 연구소의 분자 생물학 및 유전학 연구소 Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG)의 과학자들은 놀랍게도 이 세포질 내의 물질의 흐름을 조절할 수 있는 비침습적인 방법을 개발했습니다.
FLUCS (focused-light-induced-cytoplasmic-streaming)라는 이 신기술은 살아있는 세포질내 흐름을 조절할 수 있다고 합니다. 구체적으로 어떻게 그렇게 하는지는 이해하기 힘들지만, 아무튼 이 기술로 세포질내 흐름의 방향을 바꾼 결과 발생 중인 배아 (embryo)의 발생 방향을 반대로 바꿀 수 있었다고 합니다. 이는 세포질 내 흐름이 단순히 물질의 흐름이 아니라 매우 중요한 역할을 담당한다는 가설을 지지하는 것입니다.
앞서 소개드린 것처럼 현재의 세포 생물학 기술은 세포 하나의 무게를 재고 초음파로 내부를 들여다보는 수준까지 발전했습니다. 세포 내부의 흐름까지 조절할 수 있는 기술 역시 이에 더해서 세포에 대한 이해를 더 높일 수 있을 것으로 생각됩니다. 과연 기술이 어디까지 발전할 수 있을지 궁금해지는 소식인 것 같습니다.
참고
Matthäus Mittasch et al. Non-invasive perturbations of intracellular flow reveal physical principles of cell organization, Nature Cell Biology (2018). DOI: 10.1038/s41556-017-0032-9
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