제목

체외 지질 래프트 재현기술과 초고감도 바이오센서 플랫폼을 통한 치매단백질의 세포막 부착/성장/세포막 파괴 메커니즘 규명 연구

상세 설명

이 연구는 알츠하이머병의 주요 병리 인자로 알려진 Aβ 단백질이 신경세포막에 부착·응집·섬유화·세포막 파괴에 이르는 초기 병리 과정을 분자수준에서 정밀하게 규명하고, 이를 실험적으로 재현할 수 있는 체외 지질 래프트 플랫폼과 초고감도 바이오센서 기반 분석 기술을 개발하는 것을 목적으로 한다. 특히 고령화에 따라 증가하는 콜레스테롤과 GM1 등의 지질 성분이 Aβ 단백질의 부착을 유도하는 핵심 요인인지에 대한 실험적 검증이 핵심이며, 이는 시뮬레이션 중심이었던 기존 연구들과 달리 정량적·정성적 분석이 가능한 실시간 분자 센싱 기법(SERS)을 통해 규명된다. 연구진은 나노광학 센서를 기반으로 Aβ 단백질의 부착, 성장, 3차구조 변화 및 세포막 파괴 과정을 단계별로 측정하고, 지질 성분별 상호작용 패턴을 라이브러리화하여, 알츠하이머병 발병에 결정적인 지질 인자와 그 농도 조건을 명확히 밝히고자 한다. 이를 위해 고감도 금속 나노구조 기반 라만 센서칩을 설계하고, 다양한 지질 성분을 조절하여 실제 신경세포막을 모사하는 지질 래프트 도메인을 형성한다. 이 위에 Aβ 단백질을 도입하고 성장 과정을 실시간으로 분석하며, 동시에 섬유화 이후의 세포막 파괴 현상까지 추적 가능한 플랫폼을 구현한다. 결과적으로 Aβ의 병리적 행동을 유도하는 지질 환경을 분자수준에서 규명함으로써, 알츠하이머 발병기전에 대한 새로운 이해를 제공하고, 병리적 인자의 조기 발견 및 치료 타깃 도출에 실질적 기여를 할 수 있다. 본 연구는 학문적으로 생물물리학, 분자생물학, 생명공학, 약학 등의 융합 지식이 요구되는 다학제 연구로서 차세대 연구인력 양성과 기초과학의 저변 확대에 크게 기여할 것으로 예상된다. 기술적·산업적으로는 생체모사 지질 패턴 플랫폼과 초고감도 센서 기술이 알츠하이머를 비롯한 다양한 단백질 응집성 질환 연구에 적용 가능하며, 병의 초기 원인 규명 및 정밀 진단을 위한 차세대 바이오센서 개발에도 파급효과를 가질 수 있다. 장기적으로는 Aβ 단백질의 부착과 응집을 제어하는 치료제 및 예방약 개발로 이어질 수 있는 선도적 데이터를 확보함으로써, 알츠하이머 예방 및 치료 분야에서 국내외 의료산업 경쟁력 향상과 경제적 손실 절감에도 중대한 기여를 할 것으로 기대된다.

기관명

과학기술정보통신부

예산

키워드

프로젝트 기간

2024년 04월 - 진행 중

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