광주 과기원 김태영 교수팀, 대사질환 진단 획기적 기술 개발

고병숙·김진우·서승우 학생들 참여, 한국연구재단 지원으로 수행

▲지구환경공학부 김태영 교수 ⓒ광주과기원

GIST(지스트, 총장 문승현) 지구·환경공학부 김태영 교수 연구팀은 대사적 중수 표지법을 이용하여 분자 수준에서 지질의 체내 회전율을 고효율로 분석 가능한 플랫폼을 개발하였다.

지질의 항상성 유지에 기능적 장애가 있을 경우 당뇨병, 비만, 죽상동맥 경화증과 같은 대사적 질환을 유발한다. 지질의 회전율 연구는 지질의 체내 흐름 정보를 제공하여 위와 같은 질병을 진단하는 지표로 사용될 수 있다.

연구팀은 중수 표지법과 고분해능의 질량분석기를 결합하여 새로운 지질 동역학 분석 기법을 제시하였다. 또한, 지스트 학사과정에 재학 중인 학생들이 공동연구원으로 참여하여 지질 식별, 피크 정량, 비선형 회귀의 데이터 분석과정을 고효율로 처리할 수 있는 자체 소프트웨어를 개발하는 데 성공했다.

뿐만 아니라 개발한 분석 플랫폼을 대표적인 모델 암세포인 헬라 세포에 적용하였다. 최대 48시간까지 세포를 중수로 표지하고, 총 8개 시간대동안 표지된 세포에서 지질을 추출하여 액체 크로마토그래피-질량분석법으로 분석하였다.

그 결과, 글리세롤지질, 인지질, 그리고 스핑고지질을 포함한 총 100여 개의 개별 지질 회전율을 측정하였는데, 이는 현재까지 보고된 지질 회전율 측정에서 가장 많은 수이다.

또한, 직렬 질량 분석법을 기반으로 한 지질 분자 내의 지방산 아실 사슬과 글리세롤 뼈대의 동역학을 구별하여 측정할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다.

김태영 교수는 "이전의 지질 회전율 측정법으로는 대부분 지질 종류별 평균값만을 구할 수 있었던 것에 비해, 본 연구에서 개발한 분석법으로는 개별 지질 분자의 회전율 값 측정이 가능하여 지질의 동역학에 대해 보다 정확한 정보를 제공할 수 있다"고 밝혔다.

김태영 교수가 주도하고 고병숙 석박통합과정 학생과 김진우·서승우 학사과정 학생들이 참여한 이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 분석화학 분야의 최고 권위지인 '분석 화학(Analytical Chemistry)'에 6월 5일(화) 게재되었다.