차세대 오가노이드 분자·전기·기계·광학적 특성 분석 플랫폼(사진 제공=서울대)


| 이코노미사이언스 신지원 기자 |


서울대 첨단융합학부·의과대학 박성준 교수와 연세대 조승우·진윤희 교수 연구팀은 오가노이드의 생리·기능적 특성을 다각도로 해석하기 위한 분석 플랫폼을 종합적으로 분석했다고 13일 밝혔다. 

오가노이드는 3차원 구조와 자가조직화 능력을 바탕으로 발달 과정, 질환 메커니즘, 약물 반응을 재현할 수 있어 차세대 생체 모델로 주목받고 있으며, 바이오뱅크 구축과 신약 스크리닝 등 산업적 활용도 빠르게 확대되고 있다.

연구진은 오가노이드의 복잡성과 이질성을 극복하기 위한 핵심 도구로 오믹스 기반 분자 분석, 단일세포·다중오믹스 기술, 공간 오믹스, 전기생리학적 측정, 기계적 특성 분석, 고해상도 광학 이미징, AI 기반 계산 분석 등을 제시했다. 특히 유전체 안정성을 평가하는 전장·엑솜 시퀀싱, 세포 위치 정보와 분자 정보를 결합한 공간 분석, 장기간 신호를 기록할 수 있는 비파괴적 센싱 기술의 중요성을 강조했다.

또한 오가노이드 연구의 신뢰성을 높이기 위해 배양 공정과 분석 방법의 표준화, 데이터 통합 전략이 필수적이라는 점도 지적했다. 배치 간 변이를 줄이기 위한 품질 관리 체계와 함께, 이미징·전기신호·오믹스 데이터를 동시에 처리할 수 있는 대규모 데이터 관리 및 컴퓨팅 인프라 구축이 필요하다는 분석이다.

연구진은 특히 비파괴 분석 기술이 오가노이드 연구의 핵심으로 떠오르고 있다고 밝혔다. 고정이나 절단에 의존하는 기존 방식은 장기 추적에 한계가 있는 반면, 라이브 이미징, 유연 전자소자 기반 센싱, 라벨-프리 분석은 오가노이드의 성장과 분화를 실시간으로 관찰할 수 있어 정밀성과 활용도를 동시에 높일 수 있다.

이번 연구는 오가노이드 분석의 미래가 단일 기술의 발전이 아닌 다중 모달리티의 통합에 있다는 점을 분명히 했다. 기계적 특성과 분자 정보, 전기생리 신호와 공간 전사체 데이터를 결합하는 접근은 오가노이드의 전체적 기능 지도를 구축하는 기반이 될 것으로 전망된다.

박성준 교수는 “유전체 안정성의 장기 모니터링, 고효율 공간 오믹스 기술, 비파괴 고해상도 이미징, AI 기반 예측 모델의 신뢰성 확보가 향후 핵심 과제”라며 “AI 활용이 확대될수록 생물학적 해석 가능성과 고품질 데이터 확보가 중요해질 것”이라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 리뷰스 바이오엔지니어링(Nature Reviews Bioengineering)’에 게재됐다.




출처 : 이코노미사이언스(https://www.e-science.co.kr)