교육과학기술부(장관 안병만)는 6일 포항가속기연구소장 이문호와 진경식 박사팀이 한양대 생체인공근육 연구단장 김선정 교수팀과 포항방사광가속기를 이용한 공동연구를 통해 풀러린-DNA 하이브리드 분자 기계의 작동 메커니즘을 규명하는데 성공했다고 발표했다.

연구성과는 세계적인 재료과학전문지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)지 온라인판 지난 3일자에  게재했다.

DNA는 몸속 유전자 보존의 기능이 있을 뿐만 아니라, 다양한 기능을 가지고 있는 나노물질을 DNA에 결합시키면 그들과의 상호 작용을 통하여 제어가 가능한 3차원 나노구조물을 만들 수 있다.

세계적으로도 생명공학분야에서는 우리 인체의 DNA 작동 메커니즘을 이용하여 생체 인공근육 시스템을 만드는 분자 기계를 제작하는데 각축을 벌이고 있다.

이번 연구에서 다루어진 DNA 시료는 산성과 염기성 조건하에서 수축 이완의 변이가 일어난다고 알고 있었으나, 그들의 구조나 정확한 작용 메커니즘에 대해서는 알려져 있지 않았다.

공동연구팀은 DNA 양 끝에 탄소원자로 이뤄진 축구공 모양의 풀러린을 결합시켜 풀러린-DNA 하이브리드 분자 기계 를 구성하고, 포항방사광가속기의 4C1 소각 X-선 산란 빔라인을 이용하여 풀러린-DNA 하이브리드 분자 기계의 정확한 3차원 구조와 기능 수행에 관여하는 풀러린의 역할을 밝혀냄으로써 DNA 나노디바이스 분야에서 획기적인 결과를 거둔 것으로 평가받고 있다.

연구팀은 “전 세계적으로 분자기계에 대한 연구는 아직은 초기 단계의 나노 기술이며, 이번 연구 성과는 풀러린-DNA 하이브리드 분자 기계의 실용화 시기를 크게 앞당길 뿐만 아니라, 바이오, 의학 신약개발 및 나노연구에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다.