살아있는 세포의 핵에 직접 접근하는 나노필러

 (A scanning electron microscope image of a cell sitting atop the nanopillars. Credit: Ali Sarikhani)

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(Credit: University of San Diego)

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계란을 깨지 않은 상태에서 계란 노른자에 구멍을 뚫기는 쉽지 않습니다. 그래도 의외로 불가능하지는 않는 반면 살아있는 세포를 파괴하지 않으면서 그 안에 있는 핵에 구멍을 뚫고 물질을 주입하거나 흡입하는 일은 매우 어렵습니다. 계란 노른자와 달리 핵은 세포막보더 더 단단한 핵막으로 둘러쌓여 귀중한 유전 정보를 보호하기 때문입니다.

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물론 과학자들은 세포가 살아있는 상태에서 핵 안의 물질을 꺼내거나 넣기 위해 연구해왔습니다. 하지만 앞서 말한 이유 때문에 세포가 파괴하거나 심하게 손상 시키는 일이 많았습니다.

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샌디에고 대학의 제인나브 자헤드 (Zeinab Jahed)가 이끄는 연구팀은 살아있는 세포의 핵에 바로 접근하기 위해 여러 개의 작은 기둥이 있는 나노필러 (nanopillar) 구조를 개발했습니다.

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나노필러 위에 심장 근육 세포나 피부 세포 등을 올려두고 형광 염료를 뿌리면 시간이 지남에 따라 세포가 넓게 퍼지면서 나노필러가 핵에 매우 가까이 다가가게 됩니다. 이때 나노필러가 작은 구멍을 내서 세포 손상을 최소화한 상태로 핵에 직접 접근하는 것입니다. 이후 세포는 스스로 구멍을 복구해 살아있는 상태에서 풀어줄 수 있습니다.

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연구팀은 이 방법을 통해 세포 핵에 대한 연구는 물론 살아있는 세포의 핵 안에 직접 물질을 주입할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 실용적인 방법이 될 수 있을지는 더 연구가 필요하겠지만, 이런 시도를 통해 과학자들이 살아있는 세포 안에 큰 손상없이 핵에 구멍을 뚫고 물질을 넣거나 빼는 날이 올 것으로 기대합니다.

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참고

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https://newatlas.com/biology/nuclei-breached-nanopillars/

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202410035