라이스대학, 텍사스A&M대학, 텍사스대학의 연구팀이 암세포를 근적외광으로 자극하면 암세포에 포함된 분자가 동조 진동하여 암세포의 세포막을 파괴하는 방법을 발견했다고 보고했습니다.
Molecular jackhammers eradicate cancer cells by vibronic-driven action | Nature Chemistry
https://www.nature.com/articles/s41557-023-01383-y
Molecular jackhammers’ ‘good vibrations’ eradicate cancer cells | Rice News | News and Media Relations | Rice University
https://news.rice.edu/news/2023/molecular-jackhammers-good-vibrations-eradicate-cancer-cells
Molecular jackhammers’ ‘good vibrations’ eradicate cancer cells
Rice University scientists and collaborators at Texas A&M University and University of Texas MD Anderson Cancer Center have found a new way to kill cancer cells by using near-infrared light to make a small dye molecule attached to their membrane vibrate st
news.rice.edu
보고한 방법에 따르면 아미노시아닌은 바이오이미징에 사용되는 합성색소로 수중에서도 안정적이며 암세포의 검출에 사용되는 물질입니다.
암세포막에 달라붙은 아미노시아닌은 근적외광으로 자극되면 진동하고 '플라즈몬'이라는 집단 진동하는 양자가 생겨나 암세포의 세포막을 파괴한다는 것. 이 방법은 실험실 배양의 인간 흑색종 세포를 99%의 효율로 파괴 가능하며, 흑색종 종양을 가진 마우스의 절반이 발표된 치료법을 받은 후 암세포가 사라졌다고 합니다. 연구팀의 일원으로 라이스대학의 제임스 투어 교수는 이 방법을 "분자 잭해머"라고 불렀습니다.
연구팀의 일원인 아얄라 오로스코 씨는 “우리가 확인한 분자 플라즈몬은 한쪽에 팔을 가진 거의 대칭적인 구조를 가지고 있습니다. 이 팔은 플라즈몬의 운동에는 기여하지 않지만 분자 세포막의 지질에 고정하는 데 도움이 됩니다”라고 설명했습니다.
암세포를 물리적으로 파괴하는 방법에는 2016년 노벨 화학상을 수상한 버나드 페링가 박사가 고안한 '페링가형 분자 모터'와 가시광선을 사용한 방법이 있는데, 이 분자 잭해머는 페링가형 분자 모터보다 100만 배 빠르게 처리를 할 수 있다고 합니다.
또 페링가형 분자 모터는 가시광선을 필요로 하는데 가시광선은 체내의 깊이 불과 5mm까지밖에 닿지 않는 반면, 근적외광은 체내의 깊이 10cm에까지 도달한다고 합니다. 그 때문에 외과수술에서도 제거가 곤란한 뼈나 장기 등의 암에 대해서 주변 조직을 손상하지 않고 치료할 가능성이 기대됩니다.
오로스코 씨는 “이번 연구에서 발견된 분자 잭해머는 분자 규모로 기계적인 힘을 이용하여 암을 치료하는 새로운 방법”이라며 아미노시아닌과 비슷한 효과를 가진 분자의 검토를 향후의 연구과제로 들었습니다.
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