No8 생체재료로 미래를 창조하다
No8 생체재료로 미래를 창조하다
의생명과학대학원 생체재료학과 마츠모토 타쿠야 교수
이제 재생의학이 보편화되면서 생체재료(생물과 접촉하는 물질)라는 용어를 들어본 분들이 많을 것입니다 의생명과학대학원 마츠모토 교수 커미션 슬롯실에서는 생물학과 재료과학을 기반으로 한 새로운 발견과 생체재료 개발에 접근하고 있습니다 바이오소재라는 말을 들으면 의료에 특화된 것처럼 들리지만, 우리 일상생활과 밀접하게 연관될 미래의 가능성은 무궁무진하다
-우선, 귀하의 커미션 슬롯에 대해 말씀해 주십시오
우리 연구실에서는 생체재료에 관한 연구를 진행하고 있습니다 우리 연구실에는 두 가지 개념이 있습니다 하나는 "물질 기반 생물학"이고 다른 하나는 "생물 기반 물질"입니다
--구체적으로 그 둘은 무엇입니까?
첫째, 물질기반생물학에 관해서는 물질을 이용하여 새로운 생물학적 지식을 습득한다는 개념이다
우리 커미션 슬롯 결과 중 하나는 마우스 침샘 조직을 단단한 시트와 부드러운 시트에 배양했을 때 부드러운 시트에 놓았을 때 더 잘 자라는 것입니다 반면, 단단한 시트에서 배양된 조직은 변성 현상을 보였다 주위에서 힘을 가하는 게 아니라 그냥 자리에 올려놓은 것 같았어요 이것은 생물학 전문가가 발견하지 못할 수도 있습니다 이는 단순히 어떤 재료든 사용할 수 있다는 의미는 아닙니다 생명체에 유해한지 먼저 확인해야 합니다 즉, 생체재료는 우리에게 무기이다 우리만이 할 수 있는 실험을 통해 우리만이 얻을 수 있는 생물학적 사실을 얻을 수 있습니다
-주변 환경의 영향이 큽니다
좋아요 예를 들어, 세포와 조직의 성장을 억제하기 위해 약물을 사용하는 것이 일반적인 관행이지만 약물을 사용하지 않고도 물리적 환경이 그러한 영향을 미칠 수 있다는 사실에 놀랐습니다 이 단단한 시트를 이용하여 세포와 조직이 성장할 수 없는 상황을 조성함으로써 약물의 기능을 더욱 명확하게 이해할 수 있게 될 것입니다 2015년 6월에 우리가 출판한 논문에서,신체 밖에서 생물학적 국내 슬롯사이트 성장을 촉진하는 젤 재료 개발 -Akenama University, National즉, 이 펩타이드는 조직 성장을 촉진하는 물질로 유망합니다
더욱 흥미로운 점은 세포나 조직 수준뿐만 아니라 우리 인간에게도 같은 일이 적용될 수 있다는 것입니다 다다미 위에 이불을 깔던 쇼와 초기에는 우리 일본 남성의 평균 키가 160cm 정도였습니다 하지만 현대에는 푹신한 침대에서 자는 사람이 많아 길이가 10cm 가까이 늘어났다 어쩌면 경직된 환경이 사람의 성장과 관련이 있을지도 모르겠습니다(웃음)
--생체재료=의료라는 인상을 받았는데, 다양한 분야에 관여하고 있는 것 같습니다
새로운 생명과학을 이해하기 위한 소재의 활용은 의학뿐만 아니라 일상생활과도 관련이 있습니다 경도는 인간에게 매우 중요합니다 혈관이 단단해지면(동맥경화증) 파열될 수 있고, 나이가 들수록 뼈가 단단해지기 때문에 골절이 생기기 쉽습니다 무좀은 딱딱해진 피부가 갈라지고 갈라진 틈에 세균이 들어갈 때 발생한다 또한, 식물의 경우 오래된 나무에 균열이 생기고 이끼가 자라는 경우가 많습니다 즉, 경화는 노화와 관련이 있습니다
이런 것들을 조절할 수 있다면 조직의 성장과 노화도 조절할 수 있을 것입니다
--그럼 생물학 기반 소재에 대해 알려주세요
생물학 기반 소재는 생물학에서 얻은 새로운 지식을 신소재 개발에 연결한다는 아이디어다 우리가 2018년 1월에 발표한 논문은 바로 이 아이디어를 기반으로 합니다
연골 바다 이야기 슬롯 머신 파열은 뼈 형성을위한 장소를 만듭니다! 뼈 형성을위한 새로운 메커니즘 발견 -ANCITERATION쥐의 대퇴골 관절을 관찰한 결과 세포 주변에 새로운 뼈가 형성되는 것을 발견하였고, 그 과정을 관찰한 결과 세포가 비대해지고 파열되었으며, 파열로 생긴 공간에 미네랄이 형성되는 것을 발견하였습니다 파열이 발생하는 원인을 알아보기 위해 왼쪽 다리를 고정시키고 오른쪽 다리로만 걸어보려고 했으나, 오른쪽 다리의 석회화 속도가 더 빠른 것으로 나타났습니다 즉, 걷기에 의해 가해진 힘이 파열을 일으켰음을 알 수 있다 인위적으로 파열이 일어나기 쉬운 다양한 환경을 조성한다면 석회화를 가속화할 수도 있을 것이다
더욱이, 본 커미션 슬롯는 아직 갈 길이 멀고, 첫 번째 석회화 근처에서 더욱 미세한 흰색 알갱이가 관찰되었습니다 아마도 세포가 터진 뒤에 세포막이 남아 있지 않을까 생각하여 원소 매핑(전자선을 쪼여 반사 상태를 관찰하여 어떤 원소가 존재하는지 확인하는 방법)을 했더니 인이라는 것을 알아냈습니다 실제로 세포막은 인지질 이중층으로 이루어져 있습니다 즉, 이 흰색 알갱이는 실제로 세포막 조각인 것으로 밝혀졌습니다
파열이 일어나면 공간이 생기고, 그 공간에 남겨진 세포막 조각들이 핵이 되어 미네랄을 형성한다는 사실을 발견했다 우리 스스로 대량의 세포를 배양해 초음파를 이용해 터뜨리면 세포가 쪼개져 버립니다 분해된 세포 조각을 이용하여 석회화를 유도함으로써, 보통 3주 정도 소요되는 석회화가 이 물질을 이용하여 2일만에 이루어졌습니다
-새로운 발견은 심지어 새로운 발견으로 이어집니다
저는 재료가 중요해서 만드는 과정을 정말 좋아하고, 뼈가 어떻게 만들어지는지도 궁금했어요 이번에도 병리학에서 일반적으로 사용하는 방법을 이용하여 조사했지만, 전자현미경을 이용하여 물질을 더 자세히 조사하고, 영상을 이용하고, 힘을 가하는 등의 방법을 사용했습니다 물리, 화학도 활용하며 기존 생물학에서는 할 수 없는 방향으로 계속해서 추진해 나갔습니다
--생체재료 커미션 슬롯를 어떻게 시작했는지 알려주세요
제가 대학원에 입학했을 때 '조직공학(생명과학과 공학을 결합하여 조직과 장기를 재생시키는 의료기술)'이라는 조직공학이 일본에 진출하고 있었고, 저는 '미래발전 학술커미션 슬롯 추진사업 - 재생의료공학'이라는 국가 재생의학 프로젝트에 참여하게 되었습니다 그곳에서 최첨단 재생의학과 조직공학을 목격한 후 커미션 슬롯 분야의 경력을 쌓기로 결정했습니다 지식을 쏟아부은 뒤 너무나 행복했던 기억이 아직도 생생합니다 그 후 유학을 다니며 생명과학과 의생명공학이라는 분야에서 소재의 가능성을 깨달았습니다
-당신의 커미션 슬롯에서 좋았던 점을 알려주세요
당신만이 알고, 당신만이 알아차리는 것들이 많이 있습니다 앞서 말씀드린 뼈 형성에 관한 커미션 슬롯도 마찬가지인데, 하얀 조각이 세포막의 남은 부분이라는 사실을 알았을 때 느꼈던 충격의 날짜를 아직도 기억합니다 잠자리에 들기 전 문득 깨닫고 너무 신나서 잠도 못 자고 다음 날 의기양양하게 대학에 출근했습니다
우리만이 가지고 있는, 우리만이 생각할 수 있는 데이터가 있고, 그것을 스스로 정의할 수 있다는 것은 정말 축복입니다
--당신의 미래 전망에 대해 알려주십시오
생물과 좀 더 유사한 소재를 만들고 싶습니다 인간이 만든 재료에는 뼈와 같은 단단한 재료가 존재하지 않습니다 뼈가 형성되는 메커니즘을 살펴보면, 이를 참고하여 뼈가 어떻게 형성되는지 이해할 수 있습니다 현 단계에서는 작은 크기의 인공뼈를 만들 수 있는 기술을 보유하고 있지만, 앞으로 규모를 확대할 수 있다면 현재의 인공뼈보다 더 나은 뼈를 만들 수도 있을 것이다 그렇게 되면 건물의 틀도 바뀔 수 있다 나는 생체모방을 이용해 이전에 존재하지 않았던 물질을 만들고 싶습니다
전기
마츠모토 타쿠야
1971년생 오사카대학교 치과대학 졸업 오사카대학교 치과대학원 조교, 미시간대학교, 하버드대학교 객원커미션 슬롯원을 거쳐 2011년 현재 직위를 맡았다
(18.04.16)