'투명 쥐' 만드는 기술, 투명인간도 가능할까?

 

 

목차

 

 

서론

독일 헬름홀츠 뮌헨 연구소의 알리 에르튀르크 연구팀에서 담그기만 하면 모든 피부 조직과 뼈, 신경, 장기를 투명하게 만드는 용액을 개발했습니다. 해당 연구는 2023년 nature biotechnology에 소개되었습니다.

 

 

Mai, Hongcheng, et al. "Whole-body cellular mapping in mouse using standard IgG antibodies."  Nature Biotechnology  (2023): 1-11.

 

 

 

연구 내용

해당 연구는 생명체의 내부를 더 자세히 이해하기 위해 연구한 내용을 설명하고 있습니다. 우리는 이미 몸의 구조를 자세히 알고 있지만, 특성 상황에서 모든 세포의 위치, 연결상태, 세포 안의 작은 부분들까지 어떻게 배치되어 있는지를 알아내는 것은 어려움이 있습니다.

 

 

예를 들어, 신경계는 몸 전체에 퍼져 있지만, 각 기관을 서로 연결하고 중앙 신경계와 연결하는 작은 신경의 구조를 시각적으로 표현하기는 여전히 어렵습니다. 또한, 현재는 몸 전체에서 세포와 단백질의 위치와 연결을 알아내는데 특별한 유전자가 필요한 방법을 사용합니다. 하지만 이런 방법은 실험 계획에 제한을 주기도 합니다.

 

 

그래서 해당 연구에서는 "wildDISCO"라는 방법을 소개하고 있습니다. 이 방법은 표준 항체를 사용해서 쥐의 몸 전체에 있는 세포와 단백질의 위치를 보다 쉽게 찾을 수 있도록 도와줍니다. 이 방법은 기존의 다른 방법들과 비교해도 장점이 많은데, 예를 들어 신경계, 혈과, 면역세포 등 다양한 부분을 몸 전체에서 쉽게 볼 수 있게 해 줍니다.

 

 

또한 해당 연구의 저자는 이 방법을 사용하면 질병 과정을 연구하는데 도움이 된다고 주장합니다. 예를 들어 종양이 퍼지거나 면역 시스템이 어떻게 작용하는지를 이 방법을 통해 알아낼 수 있습니다. 이러한 연구는 앞으로 질병을 치료하는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.

 

 

이 방법의 장점 중 하나는 특별한 유전자를 필요로 하지 않는다는 점입니다. 그래서 어떤 종류의 쥐 나 어떤 질병 모델이던지 이 방법을 사용해서 연구가 가능합니다.

 

 

하지만 아직 이 방법에 대한 검증은 충분하지 않습니다. 물론 wildDISCO는 폭넓은 범위의 IgG항체와 성공적으로 사용되었지만, 더 다양한 항체로 더 많은 검증이 필요합니다. 또한 해당 방법으로 생성된 고해상도 3차원 이미징은 분석이 어려울 정도로 방대한 양의 데이터를 생성하기 때문에 데이터를 분석하는 것도 어려움이 있을 수 있습니다. 이러한 데이터를 효과적으로 분석하기 위해 특정 딥 러닝 알고리즘을 개발하는 것이 필요하며, 이는 연구자들이 더 가치 있는 결과와 통찰력을 얻는데 도움을 줄 것입니다. 또한 많은 연구자들과 협력을 증진시킬 수 있도록 대규모 데이터를 처리할 수 있는 데이터 공유 방법을 개발하는 것이 필요하다고 말합니다. 

 

 

wildDISCO 방법은 쥐 몸의 포괄적인 세포 및 구조 지도를 얻을 수 있는 전신 IgG 항체 면역 라벨링 방법입니다. 이를 통해 이전에 접근하지 못했던 3D 해부학적 정보를 얻을 수 있습니다. 이 기술은 질병의 시작, 진행 및 생체 시스템을 더 효과적으로 이해하는 데 기여할 수 있으며, 효과적인 진단 및 치료 방법의 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.

 

 

 

 

참고

생체 조직을 투명하게 변환하는 기술은 클래리티(CLARITY)라는 방법으로 2013년도에 Nature와 Nature methods에 발표된 연구가 있습니다. CLARITY 기술은 조직을 나노 사이즈의 고분자 수지로 바꾸는 방법으로, 이렇게 바뀐 조직은 완전한 형태를 유지하면서 빛이 통과하고 큰 분자도 통과할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 이 방법으로 쥐의 뇌를 연구하여 신호 전달, 세포 간의 관계, 신경 전달 물질등을 확인하였습니다. 독일 헬름홀츠 뮌헨 연구소의 알리 에르튀르크 연구팀은 이전의 연구들을 발전시켜서 포유류의 복잡한 신경망을 묘사하는 세포 수준의 지도를 만드는데 기여하였습니다.

 

 

[참고 문헌]

https://www.nature.com/articles/s41587-023-01846-0

https://www.nature.com/articles/nature12107

https://www.nature.com/articles/nmeth.2481