기초과학연구원(IBS)은 첨단연성물질 연구단 조윤경 그룹리더 연구팀이 세포 내에서 에너지 생성이 가능한 인공 세포 소기관을 개발했다고 14일 밝혔다.

세포 소기관은 세포의 '장기'에 해당하는 부분들로 에너지를 만들어 내는 미토콘드리아, 소화 작용을 하는 리소좀 등이 대표적이다.

최근 인위적으로 세포 소기관을 만들어 생체 촉매 반응을 모사하려는 연구가 활발히 진행되고 있지만, 살아있는 세포에 적용하려면 안정성과 세포 내 물질 전달 효율 등 해결해야 할 문제가 많다.

연구팀은 엑소좀(세포 외 소포체·세포 사이 또는 세포와 외부 환경 간 정보 교환을 위해 매개체 역할을 하는 세포 유래 물질)을 이용해 세포 내에서 에너지 생성이 가능한 인공 세포 소기관을 개발했다.

연구팀은 두 종류의 엑소좀이 '액적 기반 미세유체 반응기'(물과 기름처럼 서로 섞이지 않는 유체를 이용해 미세유체 칩 위에 여러 개의 액체 방울을 형성, 이를 생화학 반응기로 활용해 새로운 재료를 합성하는 방법) 위에서 화학반응을 통해 융합되는 것을 확인했다.

이어 세포의 에너지원인 생체에너지(ATP)를 합성시킬 수 있는 효소들을 인공 엑소좀에 포함해 살아있는 세포 안에서 ATP를 만들어내는 데 성공했다.

이렇게 만든 인공 엑소좀을 저산소증으로 손상된 세포에 에너지를 공급하는 나노 알약으로 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

조윤경 그룹리더는 "엑소좀은 조직 깊은 곳까지 침투할 수 있어 기존 한계를 뛰어넘는 새로운 약물 전달 시스템을 제시할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 카탈리시스'(Nature Catalysis) 이날 자에 실렸다.