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한국뇌연구원(KBRI), 공동연구를 통한 뇌 발달 원리규명을 위한 3차원 진단기술 개발
제목 한국뇌연구원(KBRI), 공동연구를 통한 뇌 발달 원리규명을 위한 3차원 진단기술 개발
부서 홍보협력팀 등록일자 2016-01-13
첨부파일 pdf [보도자료] 최영식박사 논문_Scientific Reports 게재.pdf
□ 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 박사
는 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.
 
 
한국뇌연구원(KBRI), 공동연구를 통한 뇌 발달 원리규명을 위한 3차원 진단기술 개발
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