우리대학 화학과 이진석 교수 연구팀이 나노구조체의 표면 위에서 성장하는 세포의 비등방적 현상의 원인을 세계 최초로 규명하였다. 살아있는 세포의 성장과정이 흡착된 나노구조체의 탄성력에 의존한다는 사실을 새롭게 제시하여 향후 나노-바이오 인터페이스 조절을 통한 나노기술의 의공학적 응용가능성을 높일 것으로 기대된다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 미래유망융합기술 파이오니어사업, 나노소재원천기술개발사업, 중견 핵심연구자지원사업의 지원을 받아 이진석 교수 연구팀에서 독립적으로 수행했다.

연구결과는 화학과 대학원생인 박이슬(박사과정), 윤서영(석사졸업) 학생을 공동 제1저자로 하여 국제저명학술지 ‘NPG 아시아 머터리얼스(NPG Asia Materials)’ 3월 25일자 온라인판에 발표됐다.

(논문명: Deflection Induced Cellular Focal Adhesion and Anisotropic Growth on Vertically Aligned Silicon Nanowires with Differing Elasticity)

연구팀은 실리콘 나노와이어의 두께가 다른 수직정렬된 나노구조체 표면 위에서 신장세포인 293T cell을 배양한 결과 세포들의 성장과정이 실리콘 나노와이어의 탄성력에 강하게 의존한다는 사실을 발견하였다. 특히 세포가 흡착되어진 나노와이어의 탄성력이 클수록 세포의 비등방적 성장이 가속화됨을 밝혀냈다. 이 연구결과를 토대로 성장기판의 탄성력이 세포의 성장과정에 미치는 영향이 밝혀짐에 따라, 향후 나노-바이오 인터페이스 조절을 통한 세포성장 및 발달 조절은 물론 차세대 신경재생 및 신경보철을 위한 나노기술의 의공학적 응용가능성을 한 단계 높일 수 있게 됐다.

연구팀은 현재 기존연구를 통하여 밝혀낸 나노구조체의 지형학적 특성에 따른 세포의 성장과정 제어연구와 더블어 나노구조체를 이용한 세포의 기능조절에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 다양한 나노구조 표면의 디자인과 제조를 통하여 표면의 계면에너지를 변화시키고, 이들의 지형학적, 기계적인 특성을 이용해 나노-바이오 응용분야로의 적용을 시도하고 있다.

한편, 이번 연구결과의 공동 제1저자인 박이슬 학생은 올해 1월부터 8월까지 지도교수인 이진석 교수와 함께 하버드대 화학과 박홍근 교수 연구실에 visiting fellow로 초청되어 ‘나노다이아몬드를 이용한 바이오이미징 연구’를 하버드대 연구진과 공동으로 수행 중이다.