동물의 세포에서는 여러 소기관이 각자 맡은 역할을 쉴새 없이 해내고 있다. 이 과정에서 세포 소기관의 온도가 미세하게 변화하는데, 눈에 보이지 않을 만큼 작은 세포 속 변화를 확인하기는 쉽지 않다. 최근 한국과 일본 공동연구팀이 이처럼 미세한 소기관별 온도 변화를 빛으로 볼 수 있는 방법을 제시했다.

장영태 포항공대(포스텍) 화학과 교수(기초과학연구원 복잡계 자기조립 연구단 부단장) 팀은  사토시 아라이(Satoshi Arai) 일본 카나자와대 교수팀과 공동연구를 진행해 세포 소기관별 형광 온도계를 개발했다고 1일 밝혔다.

세포 반응과 밀접하게 연관된 세포기관의 온도 변화는 복잡한 세포를 이해하는 중요한 실마리가 될 수 있다. 다만, 각기 다른 세포 소기관의 미세한 온도 변화를 알기 위해선 세포 소기관별 온도계의 개발이 필수적이다. 앞서 형광 온도계가 개발됐지만, 한두 가지의 세포기관에만 적용할 수 있다는 한계가 있었다. 

연구팀은 형광 온도계로 세포막, 핵, 골지체, 소포체, 미토콘드리아, 지방방울, 리소좀을 망라하는 거의 모든 세포기관의 온도 변화를 시각화하는 데 성공했다. 한겨울에도 체온을 유지하는 데 중요한 갈색 지방세포 속 미토콘드리아나 소포체 등 다양한 세포 소기관의 온도를 정량적으로 영상화할 수도 있었다. 

이번 성과는 대부분의 세포 소기관에 적용할 수 있는 최초의 소형 분자 형광 온도계 팔레트로 주목을 받는다. 이를 토대로 향후 새로운 형광 온도계를 개발할 수 있을 뿐만 아니라, 열생물학에 대한 이해를 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다. 

이 연구 결과는 국제 학술지 ‘머터리얼즈 투데이 바이오(Materials Today Bio)’에 최근 게재됐으며, 특허는 포스텍과 기초과학연구원, 日카나자와대 공동으로 출원했다.