최준희(Caltech) | 생체 내 나노스케일 온도 센서와 레이저 가열을 활용한 초기 배자발생에 관한 연구 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA] | 웨비나

학술웨비나 개최완료

생체 내 나노스케일 온도 센서와 레이저 가열을 활용한 초기 배자발생에 관한 연구 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA]

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2020년 12월 02일 (수) 오후 03시
최준희(Caltech)
Probing and manipulating embryogenesis via nanoscale thermometry and temperature control

Proc. Natl. Acad. Sci. USA, First published June 15, 2020 https://doi.org/10.1073/pnas.1922730117

개요

							온도는 생체 내 대사과정에서 핵심적인 제어변수로 작용하지만, 세포 크기 수준의 미세 영역에서 온도를 측정하고 제어하는 것은 아직까지도 굉장히 어려운 도전적인 연구과제라고 할 수 있다. 본 발표에서는, 나노수준에서의 온도 정밀측정 기술과 레이저 가열 방법을 같이 이용하면 생물학 연구에 있어서 새로운 ‘툴’로써 유용하게 쓰일 수 있으며, 한 예로 배자(embryo) 의 세포 분열을 연구하는 데에 어떻게 활용될 수 있는지를 소개한다. 구체적으로는, 예쁜 꼬마선충(C. elegans)의 배자를 가지고 실험하였으며, 다이아몬드 분말 내부에 존재하는 질소-공동 색 결함 (nitrogen-vacancy color defects)이라고 불리는 나노스케일 온도센서를 이용하였다. 이러한 초미세 온도센서 수 천개는 생체 내에 비침습적으로 삽입되어 골고루 분배될 수 있으며, 광학적인 방법을 이용해 세포 내 온도 분포를 실시간으로 정밀하게 읽어낼 수가 있다. 이와 동시에 세포 내 특정 위치를 마이크로미터 이하의 공간정확도로 레이저 가열하는 것이 가능하며, 이렇게 국소적으로 배자세포 온도를 변화시키면서 일어나는 발달과정 변화를 실시간으로 관찰하였다. 놀랍게도, 세포주기 역위(inversion)와 같은 예상치 못한 다양한 현상들이 관찰되었으며, 이는 초기 배아발달과정에서 일어나는 타이밍제어 메카니즘에 관련한 새로운 시각 및 통찰을 제공한다.