나노기술 및 정책 정보

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미국 에모리 대학 연구진은 평평한 시트에서 튜브로, 다시 시트로 이동하는 식으로 형태를 제어할 수 있는 나노물질을 개발함. 이 나노물질은 합성 콜라겐으로 만들어지며, 자연적으로 발생하는 콜라겐은 인간에게 가장 풍부한 단백질로 이 새로운 물질은 본질적으로 생체 적합성을 갖고 있음.

에모리 대학과 아르곤 국립 연구소, 스위스 폴셰러 연구소, 바젤 대학교의 세포 이미징 및 나노분석 센터 간의 협력으로 개발되었으며, 이 나노물질에 대해 잠정 특허를 신청한 상태임.

연구진은 이 나노물질은 우연히 개발된 것이라며, 지난 10년 동안 개발한 콜라겐 시트로 연구해왔다고 함. 시트는 하나의 커다란 2차원 결정체이지만 펩타이드가 포장하는 방식 때문에 마치 연필을 묶은 것과 같으며, 각 면이 하나의 기능으로 제한되도록 콜라겐 시트를 다듬으려고 했음. 궁극적인 목표는 한 표면은 장치와 호환되고 다른 표면은 신체의 기능성 단백질과 호환되도록 만들어 의료장치와 통합할 수 있는 콜라겐 시트를 개발하는 것임.

연구진은 이렇게 분리된 유형의 표면을 단일 콜라겐 시트로 만들었을 때 시트가 두루마리처럼 말리게 만들었다는 사실에 놀랐고, 그런 다음 모양 이동 전환이 가역적이라는 것을 발견함. 시트가 들어있는 용액의 pH를 변경하여 시트가 평평하거나 말리거나 하는 여부를 제어할 수도 있었음. 또한, 설계를 통해 분자 수준에서 제어할 수 있는 방식으로 시트를 특정 pH 수준에서 모양 이동에 맞게 조정할 수 있음을 입증함.

본 연구는 The Journal of the American Chemical Society ("Shape-Shifting Peptide Nanomaterials: Surface Asymmetry Enables pH-Dependent Formation and Interconversion of Collagen Tubes and Sheets")에 게재됨.