포항가속기연구소-한양대 공동연구 개가
`풀러린-DNA 하이브리드’분자기계 개발
 
 
 단일가닥 DNA 양 끝에 풀러린을 결합시킨 '풀러린-DNA 하이브리드 분자기계'의 3차원 구조.
 
 
 
　국내 연구진이 DNA(디옥시리보핵산)에 탄소 60개로 이뤄진 축구공 모양의 풀러린(Fullerene)을 결합시켜 인공근육 시스템에 활용할 수 있는 나노 수준의 분자기계를 개발했다.
　포항가속기연구소 이문호 소장팀은 한양대 생체인공근육연구단 김선정 교수팀과 공동연구를 통해 산성과 염기성 조건에서 수축, 이완하는 DNA 가닥 끝에 풀러린을 붙여 운동성이 뛰어난 분자기계를 만들고 포항방사광가속기로 그 작동메커니즘을 규명했다고 9일 밝혔다.
　교육과학기술부 창의적연구진흥사업으로 수행된 이 연구결과는 신소재분야 국제학술지 `어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 3일자 온라인판에 소개됐다.
　유전정보를 담고 있는 DNA는 산성과 염기성 조건에서 수축과 이완의 변이가 일어나는 것으로 알려져 있지만 그 구조나 정확한 작용 메커니즘은 밝혀져 있지 않았다.
　연구진은 이 연구에서 염기 21개로 이루어진 한 가닥의 DNA 양 끝에 풀러린을 결합시켜 `풀러린-DNA 하이브리드 분자기계’를 만들고 포항방사광가속기를 이용해 이 분자기계의 3차원 구조와 작동과정에서의 풀러린 역할을 밝혀냈다.
　염기 21개로 이뤄진 한 가닥짜리 DNA 사슬은 풀러린이 결합되기 전에는 폭이 6㎚(㎚=10억분의1ｍ) 정도의 엉킨 실타래 형태였으나, 양 끝에 풀러린을 붙여 산성 조건에 두면 4㎚ 정도로 수축하고 염기성 상태에 두면 8㎚ 정도로 이완하는 것으로 나타났다.
　주변환경의 산성도에 따라 수축과 이완 운동을 하는 풀러린-DNA 하이브리드 분자기계는 궁극적으로 인공근육을 구성하는 기본단위가 될 수 있고 이를 여러 층으로 쌓으면 손상된 근육세포 등을 대체할 수 있을 것이라고 연구진은 전망했다.
　연구진은 “전 세계적으로 분자기계에 대한 연구는 아직 초기 단계의 나노기술”이라며 “이 연구 성과는 풀러린-DNA 하이브리드 분자기계의 실용화를 앞당길 뿐 아니라 바이오, 의학 신약개발, 나노연구에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
 /남현정기자 nhj@hidomin.com