방사광가속기를 이용해 인간의 염색체를 고해상도 입체로 관측이 가능해졌다.

포스텍은 송창용<사진> 포스텍 물리학과 교수와 성대호 박사, 전재형, 임찬 교수, 광주과학기술원 노도영 교수 연구팀이 3세대 방사광가속기의 엑스선을 이용해 뭉쳐 있는 상태의 인간 염색체를 나노미터(nm) 수준의 분해능으로 관측한 연구 결과를 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다고 16일 밝혔다.

엉키지 않고 100만 분의 1 크기로 뭉쳐지는 염색체의 응축 과정과 이를 가능케 하는 염색체의 입체 구조는 지난 반세기 이상 많은 연구자의 관심을 지속적으로 불러 모았으나 염색체가 뭉쳐 있는 모습 그대로를 확인하기는 어려웠다.

염색체의 일부 성분만을 검출하거나 길게 풀려있는 상태를 보고 뭉친 상태를 추정해야 했다.

이번 연구는 염색체를 급속 냉동 후 극저온 상태를 유지한 뒤 첨단 방사광가속기에서 발생한 결맞는 엑스선을 활용해 염색체의 3차원 입체 구조를 선명하게 확인했다. 염색체를 얇게 자르거나 염색하는 기존의 기술적 방법과 달리 원형 상태의 염색체의 구조를 밝혀낸 연구 성과다.

이를 통해 연구팀은 염색체가 기존 연구로 알려져 있던 계층적 구조가 아닌 프랙탈 구조로 형성됐음을 확인했다.

이와 함께 염색체의 응축 과정을 보여주는 물리적 모형을 제시하기도 했다.

송 교수는 “첨단 방사광가속기의 결맞는 엑스선을 이용해 오래된 난제였던 염색체의 3차원 구조를 나노미터(nm) 수준의 고해상도 이미지로 밝혀냈다”며 “생명체의 중요한 특성인 유전 현상을 이해하는 실마리를 제공함과 동시에 연구에서 개발된 기법은 바이러스 입자 등 그 상세구조가 중요한 다양한 물질의 입체구조를 밝히는 데 활용될 예정”이라고 말했다.