[미디어펜=류용환 기자] 성균관대학교는 기계공학부 박성수 교수 연구팀과 싱가포르 국립대학교 기계기술연구소 마이크 쉬츠 교수팀이 공동 연구를 통해 인체 내 동물세포 성장에 요구되는 세포 인장 정도와 빈도를 수치화하는데 성공했다고 5일 밝혔다.

   
▲ 순환적 기계적인장과 이완에 의한 세포성장 전사인자 세포핵 내 이동과 탈출현상. /자료=성균관대학교

이번 연구를 통해 연구진은 동물세포 노화방지 및 성장 촉진에 필요한 기계적 인장효과를 정량화하는 과학적 근거를 제시했다.

인체 내 세포들은 호흡, 걷기, 달리기, 웃음, 청소 등과 같은 일상의 활동으로 인해 기계적으로 인장되는 자극을 받는다. 하지만 이러한 기계적 운동이 세포의 성장과 생존에 어떤 영향을 미치는 지 여부는 알려져 있지 않다.

이에 연구팀은 연성나노필라를 장착한 뒤 세포주변환경의 강도에 의한 영향을 최소화하고 멤브레인 인장을 통해 기계적인 인장에 의한 효과를 나노뉴턴 수준까지 측정 가능한 장치를 자체 제작했다.

연구 결과 인체 세포에게 5% 정도 늘이는 운동을 초당 1회 수준으로 4시간 이상 순환적으로 인가했을 때 세포 내 DNA합성이 늘어나며 세포성장률도 높아지는 것을 확인했다.

또한 세포성장을 조절하는 단백질(전사인자)들이 기계적 인장에 의한 자극이 일어날 때 세포질에서 핵으로 이동하는 것을 실시간으로 관찰했다.

박성수 교수는 “이번 연구로 기계적 인장이 피부세포의 생존 및 분화에 미치는 영향을 분석해 세포성장 촉진과 노화방지에 강도 높은 운동보다는 적당하고 지속적인 운동이 더 효과적임을 보여주었기에 건강에 관심이 높은 일반인들에게 더욱 시사하는 바가 크다”고 말했다.

이어 “이번에 제작한 세포 스트레칭 기기를 보완, 아주 세밀하게 결합력을 측정할 수 있기 때문에 바이러스와 박테리아의 결합력을 측정함으로써 병원성 세균을 빠르게 감별하는 바이오센싱 장비로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업 ‘바이오나노헬스가드연구단’과 중견핵심사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications)지에 지난달 23일자에 게재됐다.