빛을 쪼여 세포 속 특정 단백질이나 유전정보(mRNA)를 원하는 시점에 꺼내 쓸 수 있는 새로운 생명과학 기술을 국내연구진이 개발했습니다.

KAIST 생명과학과 허원도 석좌교수 연구팀은 물리학과 박용근 석좌교수 연구팀과 협력해, 단백질과 mRNA를 세포 내에서 빛으로 원하는 시점에 저장하고 방출할 수 있는 '릴리저(RELISR)'기술을 개발했다고 밝혔습니다.

기존의 광유전학 기술이 세포 안에서 여러 생체 분자가 뒤섞이기 때문에 원하는 분자만 골라서 다루기 어려웠습니다.

연구진은 이런 한계를 넘기 위해서 특정 분자와 선택적으로 결합하는 표적 부위가 부착된 광유전학 단백질 복합체를 증폭해 빛 반응으로 분자 를 저장·방출하는 시스템인 릴리저 기술을 설계했습니다.

이를 통해 세포나 생체 안에서 특정 단백질 혹은 mRNA를 릴리저에 안정적으로 저장했다가 빛을 비추면 원하는 시점에 다시 방출할 수 있음을 증명했습니다.

연구진은 이 기술을 활용해 세포 모양 변화나 신경세포 내 단백질 활성 등 복잡한 생화학 반응을 실시간으로 제어할 수 있음을 입증했습니다.

또 생쥐 간 조직 등 실제 생체 환경에서도 단백질과 mRNA를 제어할 수 있다는 점도 확인했습니다.

특히 이번 연구는 2014년 단백질을 가두는 'LARIAT'(단백질 올가미), 2019년 mRNA를 가두는 'mRNA-LARIAT' 기술에서 나아가, 같은 광자극으로 단백질과 mRNA를 세포 내에서 즉시 방출해 단백질의 기능을 복원하고 mRNA 번역을 활성화할 수 있는 새로운 플랫폼을 제시했다.

연구진은 이 기술이 신경세포 연구는 물론 세포치료제, 차세대 정밀 신약 개발 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

이번 연구는 KAIST 이채연 박사가 제1 저자로 참여했으며, 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 2025년 7월 7일자에 실렸습니다.

TJB 대전방송