나노기술 및 정책 정보

• 목록

T세포는 우리 면역 체계의 중요한 구성 요소임. T세포는 표면에 있는 수용체를 통해 매우 특이적인 항원을 인식할 수 있으나, 항원이 인식될 때 어떤 일이 발생하는지는 아직 명확하지 않음.

이는 나노 규모에서 발생하며, 오스트리아의 빈 공과대학교(TU Wien)에서는 특이한 방법을 사용함.

T세포는 표면에 있는 특정 세포가 제시하는 항원에 반응하고, T세포와 항원제시세포 간의 이러한 상호작용을 자세히 연구할 수 있도록 항원제시세포를 인공 세포막으로 대체함. 연구진은 항원의 수와 유형을 스스로 제어할 수 있도록 설계함. 또한, 항원 사이의 특정 거리를 정확하게 설정한 다음 T세포의 반응을 연구하는 방법을 확립하고 싶었음.

이를 위해 연구진은 중요한 자연 현상을 모방함. 우리 몸의 유전 정보 운반자인 DNA는 외부 개입 없이 결합하여 DNA 이중나선을 형성하는 두 개의 정확하게 일치하는 단일가닥으로 구성되어 있으며, 이 속성은 DNA 나노기술에서 활용됨. 특정 섹션에서만 함께 맞는 단일 가닥을 교묘하게 설계함으로써 여러 이중 나선을 서로 연결해 복잡한 구조를 만들 수 있음. 이 기술을 DNA 종이 접기라고 함.

연구진은 이런 식으로 항원을 고정할 수 있는 직사각형 DNA 플랫폼을 구축함. 이 DNA 직사각형은 인공막 위에 놓여져 뗏목처럼 움직임.

이 전략을 사용하여 최근 분자 면역학 분야에서 혼란을 일으킨 모순된 관찰을 설명할 수 있음. 이 DNA 종이 접기 기술 덕분에 T세포 활성화를 위한 분자 거리의 역할을 명확히 할 수 있었음.

자연 발생 항원의 경우 거리는 중요하지 않고, 단독으로 작용하므로 T세포 활성화에 매우 효율적임. 하지만 연구에서는 항원 대신 T세포 수용체에 특히 강하게 결합하는 인공 T세포 활성화제가 자주 사용되며 이 경우 T세포를 활성화하려면 적어도 두 개의 인접한 분자가 필요함.

연구진은 여기에 두 가지 다른 메커니즘이 있다는 것을 처음으로 보여줄 수 있었는데, 이것은 향후 연구와 암 치료에 사용되는 T세포 기반 면역 요법의 개발에 중요한 역할을 할 것임.

본 연구 성과는 PNAS ("DNA origami demonstrate the unique stimulatory power of single pMHCs as T cell antigens")에 게재됨.