한국-미국-캐나다 여성과학자 글로벌 웨비나 개최: 정진영 박사 (한국생명공학연구원)

한국-미국-캐나다 여성과학자 글로벌 웨비나가 7월 26일 수요일에 개최되었다. 정진영 박사 (한국생명공학연구원)는 “3D visualization of the interaction between particulate matter and cell”라는 제목으로 초미세먼지와 세포 사이의 상호작용을 3차원 영상으로 시각화한 연구를 발표하였다. 7월 웨비나에는 국내외 과학기술인 44명이 참석하며 초미세먼지 연구에 대한 과학기술인의 관심을 확인할 수 있었다.

2.5µm 미만의 미세먼지는 다양한 질병 및 감염 등 건강 위험을 야기하는 새로운 오염 물질이다. 바이오 이미징 기술의 발전에도 불구하고 미세먼지가 체내에 흡수되어 세포와 어떠한 상호작용을 보이는지는 아직 충분히 탐구되지 않은 영역이다. 세포에 흡수된 미세먼지를 관찰하기 위해 기존에는 형광 현미경과 전자 현미경을 사용하였다. 형광 현미경 사용 시에는 미세먼지에 형광 레이블링 후 세포에 흡수된 후에 빛을 투과하여 관찰하여야 하므로 광독성, 광퇴색 등의 단점이 있다. 반면 전자 현미경은 세포 속 기관까지 아주 자세히 관찰할 수 있는 높은 해상도를 제공하는 이미징 툴이지만 라이브 셀 관찰이 어렵고 장비 접근성이 낮다는 단점을 갖고 있다.

정진영 박사와 박진아 교수 공동연구팀은 기존의 이미징 기술 대신 광 회절 단층촬영 (Optical Diffraction Tomography (ODT)) 기술을 통해 라벨링 없이 PM2.5 초미세먼지와 대식세포 및 상피세포의 상호작용 (흡수, 세포 내 역학 및 세포 행동 포함)을 성공적으로 시각화하였다. ODT는 어떠한 물질이 가지고 있는 광학적 특성, 즉 굴절률의 차이에 따른 형태를 현미경으로 관찰하는 기술로 세포의 경우에는 세포 안의 소기관까지 관찰할 수 있는 분석기술이다. 분석 결과, PM2.5 초미세먼지에 노출된 대식세포는 세포 내에서 PM2.5에 해당하는 굴절률의 증가 즉, PM2.5를 집어삼키는 식세포 활동이 명확하게 관찰되었다. 반면 식세포가 아닌 상피 세포에서는 굴절률이 증가하지 않아 초미세먼지와 상피 세포의 상호작용이 거의 또는 전혀 나타나지 않음을 발견하였다.

이 연구를 통해 비라벨링 ODT 및 3D 시각화를 사용하여 초미세먼지와 세포 간의 상호작용을 실시간 관찰하고 초미세먼지의 정성적‧정량적 영상분석을 3차원으로 구현해 내며 입자성 물질과 세포의 상호작용에 대한 연구로 확대될 것으로 기대된다.

▲ 여성과학자 글로벌 웨비나 (초미세먼지, 3D 영상분석 분야)