줄기세포, 제대혈, 정자와 난자의 냉동보관과 다양한 세포치료제의 발명 등에 이르기까지 의학 발전이 고도화됨에 따라 고부가가치 생체 시료/제품들의 안정적인 동결보존 방법에 대한 필요성이 증가하고 있다.
하지만 다이메틸설폭사이드(DMSO) 등 기존의 화학적 동결보존제는 생체 독성을 갖고 있으며, 어는 점을 낮추기 위해 과량을 사용하는 과정에서 생체시료를 손상시킬 수 있고 해동 후 생체 주입 시 부작용을 일으키는 문제가 있다.
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연구팀은 DNA 나노기술로 제작한 오리가미(Origami) 구조체에 결빙제어 성능이 있는 단백질 시퀀스를 결합 및 배열해 세포독성이 없으면서 1/3500의 극미량 농도에서도 기존의 화학적 동결보존제(DMSO)보다 약 50% 높은 세포복원율을 보이는 동결보존 소재를 개발했다.
이번 연구 결과는 DNA 오리가미 구조체를 세포동결보존에 사용된 첫 사례이며, 결빙제어 소재의 성능을 분석하기 위해 딥러닝을 도입한 첫 사례이다. 특히 해당 소재는 화학적 동결보존제와 비교하여 특히 장기간 보존 시 그 장점이 두드러졌다.
연구팀은 이번 연구로 DNA 오리가미 나노패치의 동결보존 메커니즘을 알 수 있었기 때문에 이를 활용하여 다양한 생체시료에 적용을 확대해 나갈 계획이다.
이번 연구 결과는 10월 28일 융합과학기술 분야 권위 학술지인 Science Advances에 온라인 게재됐다.
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