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□ 한국뇌연구원(KBRI, 원장 김경진)은 국내 연구진과 공동연구로 뇌 발달 지도 구축을 위한 핵심원천기술인 “초고속 뇌투명화 및 3차원 조직 면역염색기술(ACT-PRESTO)”을 개발, 확립하였다고 밝혔다.
* 클레어티(CLARITY): 세포막을 이루고 있는 지질을 제거해 조직을 투명하게 만들어 세포나 장기 뒤에 숨어 있는 혈관 등을 고화질로 관찰할 수 있게 하는 기술
* ACT (Active Clarity Technique): 조직 투명화 기술로 기존 보고된 방법인 ‘CLARITY’ 보다 최대 30배 이상 고효율로 다양한 크기의 장기 및 개체를 투명화 할 수 있는 혁신적인 기술.
* PRESTO (Pressure Related Efficient and Stable Transfer of macromolecules into Organs): 조직의 심부까지 효과적으로 항체를 전달하여 조직 내 항원-항체 반응이 진행될 수 있도록 하는 3차원 면역염색방법.
* 면역염색: 항원-항체 반응을 이용한 조직염색방법으로 형광 탐침이 부착된 항체를 조직에 반응 시킬 경우 특정항체는 특정항원에 결합하게 되고 형광입자를 통해 특정항원의 분포를 가시화 할 수 있게 됨.
□ KBRI는 2015년도부터 미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단 (이사장 정민근)의 “뇌과학원천기술개발사업”지원으로 “뇌발달 장애진단 및 조절기술 개발(책임자 고려대 의대 선웅 교수)”을 위한 공동 연구를 수행하고 있으며, 금번 연구결과는 뇌과학분야 세계적 권위 학술지인 “사이언티픽 리포트(Scientific Reports)”에 게재되었다.
* KBRI 뇌질환연구부장 최영식, 책임연구원 정성진 박사는 뇌발달 장애진단 및 조절기술 개발의 세부책임자로 참여, 총괄책임자인 고려대 선웅 교수 연구팀과 더불어 로고스바이오시스템스(대표 정연철), 대구경북과학기술원(DGIST, 총장 신성철) 문제일 교수, 한국과학기술원(KIST, 원장 이병권) 허은미 박사 등과 공동 연구를 수행하고 있으며,
□ 짧은 기간에 조직 투명화 및 면역염색 기술인 ‘ACT-PRESTO’를 개발한 연구 결과를 자연과학 및 임상과학 분야의 권위적 학술지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) (1월 11일자) 온라인판에 게재하게 되었다.
□ 논문의 주요 내용으로는
* 기존의 조직투명화기술은 조직을 투명화하는데 속도가 매우 느리고, 조직내 항체침투력이 매우 낮아 3차원적 구조관찰에는 한계가 있었으며, ACT-PRESTO는 기존의 기술보다 30배가 빠른 속도로 조직을 투명화하고, 항체침투력을 극대화 하여 3차원 조직관찰을 가능하게 되었으며,
* 동 기술은 뇌를 비롯한 모든 조직을 단순히 관찰하기 위한 방법으로만 사용되는 것이 아니라, 현재 임상에서 통용되는 2차원적 병리학적 진단으로부터 3차원 병리진단으로 새로운 패러다임의 변화를 주도할 것으로 기대된다.
* 기존의 2차원 병리진단기법 : 진단하고자 하는 인체시료를 약 15마이크로미터의 박편을 제작하여 면역화학적 기법을 통해 진단함. 박편제작을 위한 시간이 소요되고 전체적 구조를 볼 수 없는 한계가 있음
□ 뇌연구촉진법에 따라 설립된 뇌연구 전문 국책연구기관인 KBRI는 “뇌의 이해를 기반으로 뇌질환 치료와 진단기술 개발”을 위해 집중적인 연구수행에 박차를 가하고 있으며
* 금번 KBRI 뇌질환연구부 최영식, 정성진 박사가 고려대 선웅 교수 연구팀과의 공동연구로 짧은 시간에 뇌지도 작성을 위한 핵심원천기술개발의 연구성과 창출은 그 의의가 매우 크다고 할 수 있다.
□ 특히, KBRI는 이번 연구에서 핵심분야인 “조직 이미징화”를 가능케 하기 위해 전문연구, 기술인력 및 첨단 뇌 이미징 장비 등을 투입하여 연구성과 창출에 중추적인 역할을 수행하였으며,
* 2015년 11월 로고스바이오시스템스와의 업무협약을 통해 “뇌투명화 기술 기반의 진단장비 플랫폼 개발과 뇌연구 전문인력 양성을 위한 R&DT 프로그램”을 본격적으로 추진할 계획이다.
□ 또한, KBRI는 뇌투명화 기술을 통해 마이크로(Micro) 수준의 영상을 뇌지도 작성을 구현하는 한편, 연속 블록면 주사전자현미경 등을 이용, 나노(Nano) 수준의 이미징을 확보하는 등 다양한 수준의 뇌지도 작성 기술을 활용함으로써 연구성과 창출에 핵심역할을 수행하고 있다.
* 연속블록면 주사전자현미경 (3-Dimensional Scanning Electron Microscopy<3D-SEM>)
-(장비원리) 가속시킨 전자의 충돌로 발생되는 이차 전자 및 여러 성분 검출
-(활용분야) 세포구조, 세포소기관 및 세포 간 연결 형태를 나노미터 수준에서 삼차원적으로 재구성하는 자동화 정밀영상분석 장비
□ 김경진 원장은 “KBRI가 국내 연구진과의 공동연구로 발달과정의 뇌 구조 이해를 위해 짧은 기간에 혁신적 연구성과를 창출에 기여하였다.”라고 말했으며,
* “KBRI는 국내 뇌연구 역량을 결집하고, 국내 뇌연구기관, 개별 연구자와의 연계를 통한 국가 뇌연구 경쟁력 강화를 선도하고자 더욱더 노력 할 것”이라고 말했다.
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[보도자료] 최영식박사 논문_Scientific Reports 게재.pdf 
