나노 주머 로봇, 100 만 분의 1밀리미터 세포 조직 완전 자동 분석

첨단 로봇을 사용한 조직 연구

일본 하마마츠 소재 회사와 연계하여 독일 하디델베르크 대학에 세워진 첨단 영상 기술 센터에서 첨단 로봇을 사용하여 마이크로밀리미터에 불과한 두께의 조직을 최초로 만들고 분석할 수 있게 되었다. 마이크로밀리미터는 1 밀리미터의 100 만 분의 1에 해당하는 길이이다. 이러한 개발로 암에 관한 연구와 세포 및 조직에 대한 세부적인 치료 효과를 연구하는데 많은 도움이 될 것이다.

이러한 기술은 하마마츠 조직 영상 분석(Hamamatsu Tissue Imaging and Analysis, TIGA) 센터에서 개발되었는데, 이 센터는 하디델베르크 대학의 병리학, 의료 생물통계학, 그리고 정보과학 연구소와 하마마츠 포토닉스라는 일본 기업이 공동으로 연구하는 조직이다. 이 센터는 하디델베르크 대학의 정략적 생물학 연구 센터인 BIOQUAN 소속이다.

이러한 기술은 하마마츠 포토닉스에서 개발한 “나노주머(NanoZoomer)”라는 영상 로봇을 사용하여 가능하게 되었다. 이 로봇은 조직의 단면을 주사하여 초고해상도 영상을 모니터에 만들어 준다. 이 결과는 기술적으로 조직 변화를 완전 자동으로 검사할 수 있는 기술을 확보한 것이고, 이러한 검사를 바탕으로 새로운 치료법을 개발하기가 쉬워진다. 이러한 개발은 병리학의 신기원을 이룰 것이다. TIGA 센터의 닐스 그라베 박사(Niels Grabe)는 이번 개발을 조직 연구에서 양자 전이에 해당한다고 표현한다.

암 세포에서는 어떤 단백질이 많이 생기는지, 방사선 치료 시 종양 조직이 변화하는지를 아는 것은 암 발견 및 치료에 매우 중요하지만 현재까지는 이러한 것을 연구하기가 어려웠다. 그런데, 나노주머의 고해상도 영상과 특별히 제작된 검사 프로그램을 사용하여 미래에는 이런 조직과 세포의 변화를 빠르고 정확히 검사할 수 있다. 더구나, 이번에 개발된 방법은 변화 후의 모습을 관찰하는 것뿐만 아니라 변화 과정을 실시간으로 연구할 수 있다. 따라서 이러한 기술을 개개의 환자에 적용하면 치료를 하면서 치료의 효과를 실시간으로 모니터 할 수 있다. 즉, 이 기술을 활용하여 각 환자에게 맞는 치료법을 찾아서 사용하고 그 효과를 모니터 할 수 있다.

의료 IT 전문가들도 나노주머를 사용하여 얻은 많은 양의 자료를 활용한다. 예를 들어 닐스 그라베 박사의 연구진은 나노주머를 통해 얻은 자료를 피부 조직 모델링에 사용한다. 피부 조직을 컴퓨터 모델링하여 특정 물질이 독성이 있는지 하는 것들을 쉽게 알 수 있고, 이러한 기술은 미래에 신약 개발 속도를 훨씬 바르게 할 것이다. 이러한 연구가 가능한 것은 나노주머가 단순히 미소 영역을 영상화 하는 것 이외에, 이를 통해 기존에 얻을 수 없었던 많은 양의 자료를 얻을 수 있기 때문이다.

EU 집행위원회는 2007년에서 2010년 기간 동안 로봇공학(robotics) 부문의 연구 투자비를 두 배로 증액(GTB2008060362)하는 등 유럽의 로봇 개발에 관한 관심이 증가하고 있다. 특히, 일본에서는 로봇을 이용하여 단백질 입체구조의 해석(GTB2008050680) 등 생물학 및 의료 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 이번 연구 결과는 이러한 EU의 관심과 일본의 연구 방향이 잘 조합되어 실제로 응용할 수 있는 기술 혁신을 이룬 것이다. 하마마츠 포토닉스는 다양한 응용 가능성을 예견하여, 이번 공동 연구 개발 결과에 고무되어 있다.

그림 설명 : 마이크로밀리미터 두께의 세포 단면을 첨단 로봇이 자동으로 재생산하여 분석하는 모습. 오늘 쪽이 TIGA 센터의 닐스 그라베 박사.

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-07-07

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출처: 과학기술정보통합서비스