나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 산하 "국가 나노 과학 센터" 천춘잉(陳春英, 진춘영) 연구팀은 체내 나노 단백질 관상(冠狀)(nano protein coronary) 효과 연구에서 혁신성과를 획득함. 연구팀은 필수적인 미량 원소인 몰리브덴을 함유한 이황화 몰리브덴 나노소재는 나노단백질 관상(冠狀)(nano protein coronary) 유도를 통해 독특한 체내 수송, 대사와 바이오 이용 과정을 실현하게 된다는 연구 결론을 도출함.

연구팀은 나노단백질 관상(冠狀)(nano protein coronary) 원 위치 표면 특징 분석과 대사 분석 방법, 단백질체학(Proteomics), 분자 시뮬레이션 계산을 포함한 3위 1체(三位一體) 연구 전략을 제시함.

싱크로트론 방사 거대과학 장치 및 고 해상도 생체 형광 이미징에 기반 하여 멀티 사이즈 원 위치 화학 측정 방법을 발전시키고, 다양한 싱크로트론 방사 선진 분석 기술(싱크로트론 방사 마이크로 빔 X-레이 형광, X-레이 가까운 주변 흡수 구조 스펙트럼학, 소프트 X-레이 투과 이미징 nanoCT 등)을 집적하여 나노소재가 생명체 내의 대사과정과 화학 형태의 고 민감도, 고 해상도 원위치 표면 특징 방법을 개발함. 단일 세포 수준의 나노소재의 공간 위치 확정을 실현하고, 체내 나노소재의 산화 환원, 분해, 대사 및 생물 화학 전환 행위를 해석함.

또한, 선진 광원의 원 위치 표면 특징 분석 기술, "나노단백질 관상(冠狀)(nano protein coronary)"의 상호 법칙 연구, 고 성능 이론 계산의 분자 메커니즘 해석을 종합적으로 응용한 동시에 실시간 인터랙티브 다자간 데이터 체인을 병행하여 나노소재가 생명체 내에서의 대사 전체 과정과 화학 형태를 해석할 수 있는 정보망을 구축함.

연구팀은 이황화 몰리브덴 MoS2를 연구대상으로 하고 관련 분석 방법을 통해 나노-단백질, 나노-혈액, 나노-간장과 나노-비장 등 상호 역할 과정에 대한 연구를 수행하고, 소재 표면의 "나노단백질 관상(冠狀)(nano protein coronary)" 성분 지방질 단백질 E(ApoE)는 주로 MoS2를 유도하여 간장 Kupffer 세포와 비장 붉은 골수 대식 세포 속에 대량 집중하는 현상을 해석함.

MoS2 나노소재로 하여금 간장과 비장 속에서 화학 및 생물 전환을 발생시키게끔 한 동시에 분해를 거쳐 몰리브덴 산근(酸根) 이온을 생성시키게끔 하고, 간장이 몰리브덴 효소 속에 진입되는 몰리브덴 보조 인자 생물 합성을 실현하여 두 가지 주요 몰리브덴 플라보아제(알데히드산화효소와 잔틴(xanthine) 산화환원효소)의 활성을 증가시킨다는 점을 입증함.

연구팀은 최초로 나노단백질 관상(冠狀)(nano protein coronary) 유도의 "나노 소재 체 내 수송-생물 전환-생물 이용"이라는 "체 내 운명의 전체 과정"에 대해 계통적인 분석을 수행하였으며, 나노-바이오 인터페이스를 이용하여 나노소재의 체내 복잡한 화학 생물학 효과와 메커니즘을 해석하였으며, 최초로 필수적인 미량 원소를 함유한 나노소재가 체내에서 생물 이용되는 과정과 메커니즘을 입증함.

천춘잉(陳春英, 진춘영) 연구팀은 싱크로트론 방사 등 거대과학 장치에 기반하여 복잡한 생물 시스템 나노소재에 대한 분석 방법을 개발하였는데 이런 분석 방법은 높은 민감도, 높은 해상도, 원소 특이성, 원 위치 등 강점을 보유하고 있기 때문에 정량(定量)적으로 나노-바이오 인터페이스 대 분자(단백질, 인지질) 상호 역할, 정성(定性) 표면 특징을 보유하고 있는 나노소재가 생물체 내에서 나타내는 화학 행위를 해석할 수 있는 것으로 나타났음.

개발된 방법은 나노생물 효과와 나노의학 연구를 위해 관건적이고 선행적인 분석 수단이 되고있으며, 나노바이오 의학 발전을 추진하는 면에서 중요한 역할을 발휘하게 될 것으로 전망됨.

본 연구 성과는 Nature Nanotechnology ("Molybdenum derived from nanomaterials incorporates into molybdenum enzymes and affects their activities in vivo")에 게재됨.