무거운 물속에서 생체분자 움직임 더 오래 살핀다

무거운 물속에서 생체분자 움직임 더 오래 살핀다
IBS 연구팀 "투과전자현미경 관찰 시간 확보 성공"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 1일 첨단연성물질 연구단 스티브 그래닉(Steve Granick) 단장 연구팀이 중수(deuterated water)를 이용해 생체분자 움직임 관찰 시간을 확보하는 데 성공했다고 밝혔다.
인체 내 다양한 활동을 살피려면 용액 내에서 생체 물질을 관찰할 수 있는 환경을 조성해야 한다.
우리 몸은 액체가 대부분이기 때문이다.
이미 액체가 든 얇은 그래핀 주머니를 고안해 탐구 기반을 마련한 IBS 연구진은 비교적 짧았던 관찰 시간을 더 연장하는 방안을 이번에 발표했다.
연구진은 일반 물과 비슷한 성질을 가지면서도 중성자가 있는 중수소로 구성돼 전자와 상호작용 때 다르게 반응할 수 있는 중수에 주목했다.
전자 상호작용이 고려돼야 하는 건 전자빔을 시료에 쏘는 투과전자현미경(TEM)으로 생체 움직임을 봐야 해서다.
물은 빠른 속도의 전자를 만나면 수소와 과산화수소 등으로 분해된다.
이때 시료인 생체 고분자가 손상돼 연구를 위한 충분한 관찰 시간을 얻을 수 없게 된다. 그래핀 주머니 안에는 공기 방울이 가득 차 버린다.


연구진은 중수와 물에서의 고분자 손상을 비교했더니 중수 안의 고분자가 2배가량 더 오래 관찰되는 사실을 확인했다.
중수 안에서 시료 손상이 훨씬 늦게 나타난다는 뜻이다.
중수 안 고분자는 그래핀 바닥과의 흡착·탈착 과정과 점프 현상을 보여 실제 물속에 있는 분자와 비슷하게 움직였다.
다른 용액의 경우 전자빔에 노출됐을 때 최대 150초가량 지난 뒤 관찰 불가로 나타났으나, 중수 그래핀 주머니는 200초 이상 버텼다.
이번 연구는 액체-투과전자현미경 분야에서 중수를 이용한 첫 사례라고 IBS 측은 설명했다.
중수는 상업적으로 쉽게 살 수 있는 데다 별다른 처리 과정을 요구하지 않아 활용도가 높다.


논문 공동 제 1 저자인 후안 왕 연구위원은 "전자현미경에서 고분자 시료가 손상되는 문제를 근본적인 단계에서 진전시킨 셈"이라며 "지난해 노벨상으로 더 큰 주목을 받은 저온전자현미경에서도 중수를 이용하면 기존보다 관찰 시간을 더 확보할 수 있을 것으로 예상한다"고 말했다.
성과를 담은 논문은 지난달 18일(미국 동부 기준) ACS 나노(ACS Nano) 온라인판에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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