종이접기로 생명을 구하는 DNA 오리가미의 혁신
종이접기로 생명을 구하는 DNA 오리가미의 혁신
종이접기로 생명을 구하는 DNA 오리가미의 혁신
종이접기 일본어로 오리가미라고 불리며 접다를 의미하는 오리와 종이를 뜻하는 가미를 결합한 단어입니다
이 공예는 종이를 접어 다양한 입체 구조로 변화시키는 방법으로 자연의 형태를 모방한 기술일지도 모릅니다
예를 들어 새싹이 자라며 잎사귀의 구조가 선명히 드러나는 과정처럼 말이죠
과거에는 사랑을 고백하기 위해 종이학을 접었다면 오늘날의 종이접기는 사람을 구하는 데 쓰이는 기술로 변신했습니다
DNA를 접어 정확히 구분된 형태를 만들고 그 기술을 사용해 암세포를 식별하고 치료를 돕습니다
DNA 오리가미는 암 치료와 면역력 증진을 위한 바이러스 형태로 변환해 인체에 주입함으로써 면역 반응을 유도할 수 있습니다
의료용 로봇도 이러한 종이접기 원리를 활용하여 인체 내에서 상처 치료에 기여할 방안을 연구 중입니다
특히 미국 일리노이대에서 기계공학과 한범수 교수와 최새로미 박사는 종이접기 원리를 적용한 DNA 오리가미로 췌장암 조직을 정밀하게 식별하는 데 성공했습니다
이들이 연구한 논문은 국제 학술지 어드밴스드 사이언스에 실리며 큰 주목을 받고 있습니다
췌장암은 5년 생존율이 15.9%에 불과한 암으로 췌장이 복부 깊숙이 위치해 조기 발견이 어렵습니다
한 교수는 DNA 종이접기를 활용하면 췌장암 조직을 정확히 식별할 수 있어 암세포에만 약물을 전달하는 데 기여할 수 있다고 설명했습니다
연구진은 췌장을 모사한 인체 조직으로 실험하여 가능성을 입증했습니다
DNA는 아데닌 A 구아닌 G 시토신 C 티민 T이라는 네 가지 염기로 구성되어 있으며 순서에 따라 단백질을 생성합니다
이 염기들은 아데닌과 티민 구아닌과 시토민처럼 결합해 이중 나선을 형성합니다
염기 배열 순서를 설계함으로써 DNA 가닥으로 원하는 나노 구조를 만들 수 있습니다
DNA는 매우 안정적이고 오래된 화석에서도 추출 가능하여 약물 전달체로 적합합니다
연구진은 DNA를 접어 다양한 크기의 원통과 타일 구조물을 만들고 염료를 주입하여 암 조직에 투여했습니다
형광 이미지 분석 결과 특정 구조물이 췌장암 조직에 가장 많이 흡수되는 사실을 확인했습니다
연구진은 세포 성장에 관여하는 KRAS 유전자 변이가 췌장암에서 발생하며 이러한 세포가 정상세포와 달리 거대음세포작용을 통해 외부 물질을 흡수한다고 설명했습니다
오가노이드는 미니 장기로 불리는 실험 도구로 연구진은 이를 이용해 췌장암 조직의 흡수율을 분석했습니다
결과적으로 원통과 타일 구조의 크기가 암 조직 흡수에 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했습니다
이제 한 교수는 크기가 비슷하면 모든 구조물이 유사한 흡수 특성을 보일 것이라고 설명하며
종이접기 원리를 이용한 DNA 구조물이 약물 전달체로 활용될 수 있을 것이라고 기대합니다
이번 연구는 부작용 없이 암세포에만 선택적으로 치료제를 전달할 수 있는 가능성을 보여줘 의미가 깊습니다
후속 연구도 진행 중이며 새로운 치료법 개발에 기여할 것으로 예상됩니다
