세포 속속들이 입체로 … 3차원 광학현미경 개발

새로운 3차원 현미경(3D-SIM)으로 본 쥐 근육 세포의 핵. 푸른색은 핵을 싸고 있는 핵막이다. 단백질과 물, 기타 분자들이 넘나드는 핵 기공(nuclear pores)은 초록색, DNA는 붉은색이다<左>. 오른쪽은 세포가 분열되고 있는 상태. DNA가 붉은 색의 염색체로 주입되면서 세포 분열 전 두 개의 이웃 세포. 세포막은 푸른색이다. 초록색은 마이크로관이라 불리는 단백질 구조로 세포의 지놈을 둘로 나눠 똑같은 딸 세포가 된다.

살아 있는 세포 내부를 속속들이 들여다 볼 수 있는 3차원 현미경이 개발됐다.

미국 UC캘리포니아대학 존 시데이트 박사팀은 현미경에 사용하는 빛의 파장보다 더 작은 물체를 관찰할 수 있는 입체 광학 현미경을 개발했다. 연구 결과는 과학저널 사이언스 6일자에 발표됐다.

연구팀이 개발한 입체 광학현미경의 해상도는 100나노m. 살아 있는 세포 속의 DNA나 단백질, 기타 효소들의 상호 작용을 광학현미경으로 볼 수 있도록 한 획기적인 성과다. 이에 따라 질병의 이해에도 크게 기여할 전망이다. 지금까지 이런 정도 크기의 세포 내부 구조는 전자현미경으로밖에 볼 수 없었다. 그나마도 세포는 관찰 과정에서 죽어 버린다.

연구팀은 세포에 조사하는 빛이 반사될 때 나오는 간섭무늬의 변화를 알아내 영상을 만드는 방법을 사용했다. 이 방법으로 단백질과 물 등이 드나드는 세포 핵의 구멍도 선명하게 볼 수 있었다. 일반 현미경은 보려고 하는 사물에 쪼여주는 빛의 파장보다 작은 물체는 보지 못한다.

그 동안 과학자들은 그 같은 한계를 극복하기 위해 특정 파장 또는 2차원에서 파장 보다 작은 물체를 보는 방법을 개발해 왔다.

박방주 과학전문기자

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