한국연구재단은 KAIST 바이오및뇌공학과 남윤기 교수, 장민지·주성훈 연구원과 고려대 의대 선웅 교수·김운령 연구교수 연구팀이 뇌의 복잡한 신경회로망을 제어할 수 있는 바이오칩을 개발했다고 20일 밝혔다.

하나의 신경세포는 축색돌기를 통해 1만여개의 세포와 연결되는데, 이 때 축색돌기에서 뻗어나오는 가지가 제대로 발달되지 않으면 자폐나 퇴행성 질환 등의 신경질환을 일으킬 수 있다.

기존에는 신경세포를 시험관에서 배양할 경우, 축색돌기 가지가 무질서하게 자라 얽히는 등의 문제가 있었다.

연구팀이 폴리라이신(아미노산 라이신이 여러개 연결된 고분자)이 격자 형태의 점으로 찍힌 바이오칩을 이용해 신경세포를 배양한 결과, 축색돌기가지가 주로 폴리라이신이 찍힌 점에서 생성된다는 사실을 알아냈다.

반면 폴리라이신이 전체적으로 코팅된 바이오칩에서는 축색돌기가지가 무작위로 뻗어나갔다.

이를 통해 바이오칩의 패턴을 따라 신경세포가 뻗어나가는 위치와 방향을 제어할 수 있다고 연구팀은 전했다.

암세포나 줄기세포의 증식 등과 같은 세포 현상을 제어하는 바이오칩을 개발하는 데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘랩온어칩(Lab on a Chip)’ 지난해 12월 24일자 온라인판에 실렸다.