기초과학연구원IBS과 포항공대, 한국과학기술원KAIST 공동연구팀은 세포 내부의 생물학적 잡음을 수학적 모델링을 통해 제어할 수 있는 ‘잡음 제어기NC’를 이론적으로 확립했다. 이는 유전자가 동일한 세포라도 단백질 양이 달라 약물 치료를 피해 살아남는 ‘튀는 세포’를 억제하는 데 성공했으며, 대장균의 DNA 복구 시스템에서 사멸률을 7%로 낮추는 결과를 도출했다. 연구팀은 이합체 반응이 세포 상태의 흔들림을 감지할 수 있음을 확인하고, 단백질 과잉 시 분해 기반 작동을 결합해 ‘잡음 견고 완전 적응노이즈 RPA’을 이론적으로 구현했다. 이 모델은 세포 간 편차를 1인 수준까지 억제하는 데 성공했으며, ‘냉온탕을 오가는 샤워기’에 비유한 평균의 함정을 극복했다. 연구진은 “생명 현상에서 운이나 우연으로 치부되던 세포 간 잡음을 수학적 설계를 통해 제어 가능한 영역으로 가져왔다”고 설명했다.
KAIST 박지호 바이오뇌공학과 교수 연구팀은 종양 내부에 약물을 주입하면 대식세포가 이를 흡수해 스스로 CAR 단백질을 만들고 ‘CAR-대식세포’로 전환되는 치료법을 개발했다. 이 치료제는 지질나노입자에 암을 인식하는 mRNA와 면역자극제를 실어 체내에서 면역세포를 직접 재설계했다. 흑색종 동물 모델 실험에서 종양 성장이 억제되었으며, 박지호 교수는 “기존 CAR-대식세포 치료의 한계였던 전달 효율 문제와 면역억제 환경 문제를 동시에 극복했다”고 말했다. 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’와 ‘에이씨에스 나노’에 게재됐다.
이번 연구는 암 치료 내성 극복 및 고정밀 세포 제어 기술 발전에 핵심적 기여를 할 전망이다.
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