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미토콘드리아의 신비를 밝히다

  • 작성자홍다혜
  • 작성일2009-04-10 10:52:20
  • 조회수2301
영국 과학자들의 여러 분야에 걸친 공동연구에 의해 인체의 발전소가 규명되고 있다 (Mol. BioSyst., 2009 DOI: 10.1039/b820415m). 미토콘드리아(mitochondria)는 세포들의 에너지 발전소로서 생물학적 과정에서 연료로 사용되는 ATP(아데노신 트리포스페이트, adenosine triphosphate)를 생성한다. 그러나 그 중요성에도 불구하고 미토콘드리아아 어떻게 일하는 지는 여전히 신비에 싸여있다. 이 구조를 조사하는 과학자들은 종종 그것을 미토콘드리아의 활성을 파괴하는 화합물인 AG10으로 처리하여 그 기능을 연구하고자 한다. 그러나 AG10은 세포 전체에서 구분없이 작용한다. 이제 옥스퍼드, 스트라스클리드, 세인트앤드류대학교(Universities of Oxford, Strathclyde and St Andrews)의 연구자들이 AG10을 변형하여 새롭게 공간적으로 선택적인 미토콘드리아 탐침(probe)을 만들었다. 그 탐침은 AG10의 페놀기(phenol group)에 부착된 니트로벤질 ‘우리’ (nitrobenzyl cage) 덕분에 작동한다. 그 우리는 레이저 광선이 적용되어 그 우리를 열기 전까지 AG10이 그것의 생물학적 활성을 발휘하는 것을 막는다. 이것의 장점은 두 배로, 이 화합물을 언제 방출시킬지 뿐만 아니라, 또한 어디에 그것을 방출시킬지도 정할 수 있다고 John McCarron과 협동으로 그 연구를 이끈 Stuart Conway가 말했다. 근육 세포들에서 그 우리에 가둔 화합물을 시험함으로써, 연구자들은 레이저 광분해(photolysis)가 광분해 부위에 가까운 세포의 부위에서만 가두어진 AG10을 방출하여, AG 10으로 하여금 미토콘드리아의 활성을 국부적으로 파괴하도록 할 수 있다는 것을 증명해보였다. 그 연구의 주요 장점은 처음으로 미토콘드리아의 기능을 고해상도로 조사할 수 있는 가능성을 제공해주는 화학적 도구를 제공했다는데 있다고 영국의 노팅햄대학교(University of Nottingham)에서 생물학적 시스템을 위한 화학적 탐침을 고안하고 합성하는 전문가인 James Dowden이 말했다. 그 영국 연구진은 그 탐침이 연구자들이 학습과 기억을 포함하는 많은 생리학적인 과정의 중요한 부분인 칼슘 신호 전달 (calcium signaling)에서 미토콘드리아가 담당하는 역할을 전보다 더 상세하게 볼 수 있도록 해줄 것으로 기대한다고 말했다. 이를 위해서, 그들은 이제 그 우리 개념을 칼슘 신호전달과 관련된 세포 내 전달체 체계(intracellular messenger system) 단백질 복합체를 조사하는데 적용할 계획을 가지고 있다. [그림] 레이저 광선으로 처리하며 AG10(검은색)이 니트로벤질 우리 (nitrobenzyl cage)에서 방출된다.
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