고려대, 세계 최초 생분해성 DNA 동결보존소재 개발… 얼린 세포 기능까지 되살린다

안동준 교수팀·서울대·한양대 공동연구… 기존 보존제 대비 세포 복원율 60% 향상

고려대학교(총장 김동원) 화공생명공학과 안동준 교수 연구팀이 서울대 김도년 교수, 한양대 이찬석 교수와 공동으로 생분해성 DNA 나노소재 기반 동결보존소재를 세계 최초로 개발했다. 이번 성과는 생물공학 분야 세계적 학술지 Trends in Biotechnology(IF=14.9, JCR 상위 1.4%) 8월 29일자 온라인판에 게재됐다.

줄기세포·세포치료제 등 생체 시료의 장기 보관을 위해서는 동결보존이 필수적이다. 그러나 현재 널리 쓰이는 화학적 보존제는 독성이 높아 해동 후 반드시 제거해야 하며, 이 과정에서 세포 구조와 기능 손상이 발생하는 문제가 있었다.

이에 연구팀은 DNA 조각을 조립해 만든 그물망 형태의 나노 구조체를 개발했다. 여기에 콜레스테롤 성분을 더해 세포막에 안정적으로 부착되도록 설계, 세포막을 보호하고 해동 과정에서 발생하는 얼음 결정 생성을 억제했다.

연구팀은 면역세포의 일종인 대식세포를 활용해 성능을 검증했다. 극소량의 DNA 프레임워크만으로도 기존 화학적 보존제보다 세포 복원율이 약 60% 높게 나타났으며, 세포 사멸과 괴사도 현저히 줄어들었다.

특히 세포가 단순히 살아남는 수준을 넘어 ATP 회복, 세포사멸 감소, 면역세포의 기능적 활성 유지 등 본래 기능까지 되살아났다. 해동 후 DNA 프레임워크가 빠르게 분해돼 독성이 남지 않는 점도 중요한 성과다.

안동준 교수는 “향후 줄기세포와 면역세포뿐 아니라 바이오산업에서 주목받는 오가노이드와 생체모사 칩까지 적용 범위를 넓힐 계획”이라며, “다양한 기능을 탑재한 DNA 구조체를 활용해 차세대 세포·조직 보존 플랫폼으로 발전시키겠다”고 밝혔다.

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