한국뇌연구원, 국내 연구진 최초로 공간오믹스 분석 기술 개발

단일세포 단백체 분석 원천기술의 개요도. 한국뇌연구원 제공.

한국뇌연구원은 국내 최초로 단일세포에서 공간 단백체를 분석하는 사용 가능한 질량 분석 원천 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

이번 연구에는 뇌발달질환 연구그룹의 최영식 책임연구원 연구팀과 성균관대가 참여했다.

유전체와 전사체(RNA) 분석을 위주로 하는 단일세포 오믹스 분석 기술은 뇌질환뿐 아니라 생물학 연구 전반에 큰 영향을 끼쳤다. 그러나 단백체는 유전체와 달리 중합효소증폭(PCR) 과정을 통해 양을 크게 늘리는 기술이 없어 단일세포 오믹스 연구에 한계가 존재했다.

이에 최영식 박사 연구팀은 기존의 질량분석 장비를 활용하여 하나의 세포에서 수천 개의 단백체 발현을 고속으로 정량 분석하고 공간 정보까지 분석할 수 있는 기술을 개발했다.

연구팀은 기존 뇌질환 모델 동물에서 뇌 조직의 3차원 영상을 만드는 기술과 단일세포에서 단백체 분석을 하는 기술을 함께 개발해 뇌질환의 원인이 되는 신경회로의 3차원 이미지와 관련된 단일세포 단백체를 동시에 분석할 수 있는 기술적인 기반을 마련했다.

현재 연구팀은 국내 바이오 기업인 ㈜메테오바이텍이 개발한 공간 오믹스 장비를 이용해 뇌질환이 시작되는 신경세포의 부위 규명에 대한 연구를 진행 중이다. 아울러 단일세포 단백체 분석기술과 고해상도 세포 분리 기술을 활용해 세포 소기관의 단백체 분석 기술 개발에도 나선다.

최 박사는 "이번 연구는 단일세포 기반 오믹스 기술이 거의 100% 외국 기술에 의존하고 있는 상황에서 공간 오믹스라는 최신의 기술 개발에 필요한 단백체 분석 원천기술 개발을 국내 연구진이 단독으로 이뤘다는 것에 의미가 있다"며 "관심을 갖고 있는 뇌 면역세포에 의한 뇌질환 치료를 위한 연구에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구에는 장재명 한국뇌연구원 연구원과 여승은 성균관대학교 연구교수가 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 '분석 화학회보'(Analytical Chemistry, IF:6.7) 최신호에 게재됐다.