배아줄기세포주들은 기본적으로 세포주에 따라 어떤 것은 신경세포로, 어떤 것은 근육세포 혹은 췌장세포로 잘 분화하려는 고유한 분화 특성을 가지고 있다. 때문에 배아줄기세포를 연구에 필요한 신경세포(혹은 다른 세포)로 분화 유도하는데 그 효율을 높이기가 쉽지 않았다.
김 교수팀은 이런 것을 해소하고자 신경세포가 아닌 다른 세포로의 분화를 촉진하는 세포신호를 차단하는 방법을 사용한 것이다. 즉 다른 분화를 촉진하는 세포신호를 차단해 다른 분화는 최대한 억제하고, 신경세포로의 분화로만 유도하는 방법이다.
예컨대 스페인에서 열리는 거리 투우축제에서 여러 골목으로 진입하려는 각각의 소들(배아줄기세포주들)을 목적지(신경세포)로만 이끌기 위해 각 골목에 차단막을 설치하는 것과 같은 원리다.
김 교수팀은 이런 차단막으로 'Dorsomorphin', 'SB431542'이라는 저분자 화합물질을 사용했다. 이를 이용해 다른 세포로의 분화를 억제하고, 배아줄기세포를 신경세포로 분화시키는데 걸리는 시간도 단축하고, 효율도 높인 것이다.
이 분화 방법은 그동안 미국 과학원회보(PNAS), 네이쳐 프로토콜(Nature Protocols), 스템셀 리뷰·리포트(Stem Cell Reviews and Reports), 스템셀(Stem Cells) 등에 보고됐고, 이번에 국제 줄기세포 포럼에서 표준으로 채택됐다. 이와 함께 김 교수팀은 이 기술에 대한 국내외 특허도 출원한 상태다.
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