변환기 및 계산기
금 나노입자를 이용한 유방암 치료
퍼듀 대학교의 농업 및 생물 공학 교수인 조셉 이루다야라즈와 그의 연구팀은 체내 암세포의 존재를 감지하고 그 양까지 측정할 수 있는 방법을 고안해냈습니다. 이 방법은 합성 DNA 꼬리가 달린 매우 작은 금 입자(머리카락 한 가닥 너비보다 천 배 이상 작은 크기)를 사용합니다.
이 금 입자는 BRCA1 메신저 RNA 스플라이스 변종에 결합합니다. 이는 암세포의 존재 여부와 유방암의 진행 단계를 보여줄 수 있는 유전 물질의 조각 또는 조각입니다. BRCA1은 종양을 억제하는 유전자입니다. 그러나 특정 조건에서는 세포를 암으로 만들 수 있습니다. 이 유전자가 정상보다 낮은 양으로 발현되는 경우 유방암의 가능성을 나타냅니다.
이루다야라즈는 당시 대학원 연구 조교였던 이규완과 팀을 이루어 금 나노입자를 처음 설계했습니다. 그런 다음 BRCA1 mRNA 스플라이스 변종에 해당하는 DNA 가닥에 태그를 붙였습니다. 이 나노 입자는 세포에 주입되면 mRNA 스플라이스 변이체의 양쪽 끝에 달라붙습니다.
연구진은 세포에 존재하는 실제 mRNA(메신저 RNA) 스플라이스 변이체의 수를 확인하기 위해 금 나노입자에 빛을 비춥니다. 이 빛은 다른 쪽의 활동에 따라 다르게 빛납니다. 금 나노입자 자체(단량체라고 함)는 빛을 비추면 녹색으로 보이지만, 한 쌍의 금 나노입자가 mRNA 스플라이스 변형(이합체라고 함)에 결합하면 빨간색으로 보입니다.
서로 다른 두 입자는 빛을 다르게 산란시킵니다. 연구진은 이러한 패턴을 연구하여 두 입자의 차이를 구분할 수 있었습니다. 빛이 물체를 만날 때 어떻게 산란하는지를 측정하는 분광학이 사용된 방법 중 하나였습니다. 또 다른 방법으로는 입자의 다양한 색상을 보여주는 비색 이미지가 사용되었습니다. 전체 과정은 약 30분 정도 소요됩니다.
현재 암 진단에 사용되는 방법은 수백 또는 수천 개의 세포로 구성된 샘플을 사용합니다. 이는 암과 관련된 유전자가 세포에서 가장 낮은 수준에서 어떻게 생성되고 있는지에 대한 충분한 정보를 제공하지 못합니다. 스플라이스 변이는 발현되는 특정 단백질에 대한 구체적인 세부 정보를 제공합니다.
그러나 이루다야라즈는 이 과정을 더 빠르게 만들어 조직 생검에 사용할 수 있도록 조정하고 있습니다. 이 방법을 통해 의사는 각 환자의 병기나 병의 정도에 맞는 치료를 제공할 수 있습니다.
Chin Trento
