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저도 잘 모르는 cell assay를 말씀드리려 합니다. 잘 모르신다고 하니 제가 아는 개념정도만으로도 도움이 될 듯해서요. 일단 세포는 종류가 많고 모두 초기의 어떤 종류의 세포로부터 분화(differentiation)됨으로써 최종적으로 기능을 하는 세포가 됩니다. 이렇게 많은 세포들은 그 기능에 따라서 그리고 같은 기능을 하더라도 세포 표면에 존재하는 단백질이나 탄수화물 등의 구조나 종류에 따라서 (이것을 표현형-phenotype-이라고 해봅시다) 그 종류를 나눠볼 수 있겠습니다. 예를 들자면 혈액형은 인체 내 산소를 공급해 주는 적혈구의 표면에 존재하는 당단백질(glycoprotein-단백질에 당들이 붙어있음)의 종류(구조)와 그 존재유무에 따라서 구분이 됩니다. 그러면 A형과 B형 적혈구를 분리하는 방법은-대충 감으로- 그 표면 당단백질을 이용하면 좋겠다는 생각이 듭니다. 특이적으로 A형 혹은 B형 적혈구에만 붙어주는 것들이 각각 있으면 분리를 시작할 수 있겠습니다. 그런데 생체 내에는 그러한 특이적 반응을 이끌어 낼 수 있는 것들이 여러가지 있습니다. A형과 B형 혈액을 섞어주면 혈액이 응고되어 사람이 사망하게 되는데요, 그 이유는 각 혈액형을 나타내는 당단백질에 특이적으로 결합하는 항체(antibody)가 생기기 때문입니다. 쉽게 말하자면 A형 사람의 A형 당단백질은 그 사람에게 있어서 자신이 물려받은 당단백질이므로 A형에 대한 항체가 필요없습니다. 그래서 또 다른 A형을 수혈받을 수 있습니다. 하지만 B형 혈액이 주입되면 B형 당단백질이 도입되고 자신의 혈액형이 아닌 것을 안 A형 신체는 곧바로 외부침입을 차단하기 위해 B형에 대한 항체를 만들게 됩니다. 이러한 항체들은 유전공학이나 면역학적 방법으로 제조가 될 수 있습니다. 만약 기판에 A형에 대한 항체를 붙여놓고(단백질이나 당에는 많은 관능기-functional group-이 있으므로 화학결합이 됩니다.) 아무 적혈구나 뿌린 후 물로 씻어준다면 A형 적혈구만 붙어있게 되어 분리가 가능합니다. 요새 줄기세포(stem cell)에 관한 연구가 많이 이루어졌고 진행되고 있는데요.. 이 줄기세포는 이미 말씀드린대로 기능을 하는 세포로 분화가 되기 전의 시작점이 되는 세포입니다. 따라서 적절한 환경에서 배양을 한다면 우리가 원하는 세포로 분화가 가능합니다. 하지만 문제점은 100% 분화가 힘들다는 것이지요. 만약 이것을 앞서 장황하게 말씀드린대로 분리를 할 수 있다면 결국 100% 순도로 원하는 세포를 얻을 수 있을 것입니다. 게다가 세포가 분화하는 과정에서는 당단백질들이 특정 분화시기에 발현되기도 하여 응용성이 더욱 넓어지게 됩니다. 예를 들자면 혈액 중 백혈구들은 골수로부터 하나의 줄기세포라 할 수 있는 세포에서 분화가 됩니다. 인체도 우리가 이용하려는 방식대로 세포분화를 유도하는데요,, 즉, 특정분화 시기에 세포표면에 존재하는 당단백질의 존재유무 또 그것들이 한 세포에서 여러 종류 존재한다면 그 종류들의 조합으로 인체는 특정의 백혈구를 분화시킵니다. 음. 너무 장황하게 설명을 해버렸습니다만은 일단 이런 개념을 이해하시면 다른 전문가 분께서 올려주시는 답변들을 보다 쉽게 이해하시지 않을까요? 참고로 MEMS관련 파일도 올려보았습니다. 도움이 되셨으면 좋겠네요. 한국과학기술연구원 김성원 >cell assay device에 관해서 누가 좀 조언좀 해주십시요!! > >Cell assay가 뭔가요? >제어를 전공해서..생소합니다. >용어 자체가 감이 안와서요. > >세포 하나하나씩 무슨 검사를 하고싶다고 하는데.. >세포를 짜악 뿌리면 기판위에 알아서 메트리스 형태로 정렬하게 되고, >그중 원하는 하나씩 선택해서 추출하는 디바이스를 원한다고 합니다. >최초 시작은 만개 정도 부터 시작하자고 하는데.. >혹시 이런거 본적 있으신분 계신가요? > >현재 생물이나 세포 다루시는 분들은 어떻게 실험하나요? >일일이 손으로 하나씩 피펫?으로 추출?해서 >세포를 현미경이나 뭐 그런 검사장치를 이용해서 검사하나요? > >가을이 오네요.!! >

국내 MEMS 연구회(http://mems.interpia98.net)에서도 좀 더 정보를 얻을 수 있지 않나 생각합니다. Papers에서 보시면 Bio-MEMS 분야도 따로 몇 개 모아둔것도 있구요... 그리고 KISTI 자료 하나 첨부합니다.

일단 내용파악은 정확히는 되지 안아서 제 임의로 적어봅니다. 질문과 대답이 반복되다보면 해답에 근접할 수 있겠지요...^^ 첫번째는 먼저 질문인데 research(또는 screening)용으로만 개발하려는 건지 아님 diagnostic application까지 염두해 두시는 건지요.. assay는 분류에 따라 다양하지만 크게 두가지를 생각해 볼 수 있는데 cell-free assay와 cell-based assay로 나눌 수 있습니다. 일반적으로는 단백질 분석을 목적으로하는 경우가 대부분입니다(물론 당이나 지질 분석도 많이 합니다). 일단은 단백질에 국한하여 말씀드리면, Cell free assay는 반응을(예를 들면 효소반응) 세포수준에서 하는 것이 아니라 단백질 수준에서 수행하는 것이죠. 세포추출물을 이용하거나 순수 분리 정제된 형태를 사용합니다. In vitro biochemical assay라고도 하죠. 많은 반응을 한꺼번에 수행하기 위해서 well plate format assay를 많이 사용하는데, lab bench에서는 주로 96 well 이지만 산업적으로는 High-throughput screening (HTS)이나 uHTS의 경우 주로 1536 well 이나 3456 well plate assay을 말합니다. 다음은 cell-based assay인데 이는 살아있는 세포자체에서 반응을 유도합니다. lab bench에서는 주로 96 well 이지만 산업적으로는 HTS의 경우 주로 384 well인데 최근 1536 well plate assay에까지 throughput이 많이 늘어났습니다.. 반응 결과의 확인은 살아있는 세포를 분석할 수도 있고 아니면 세포추출물을 이용하여 분석할 수도 있습니다. 살아 있는 세포 자체를 이용하여 분석하는 건 Fluoresence에 관련된 여러가지 기법들과 Bioluminescence에 관련된 기법(지금은 culture media존재하에서 세포를 파괴하지않고도 가능)을 예로 들 수 있겠지요 ... 물론 정량적 분석, 정성적 분석이 가능합니다. 최근 현미경을 이용하여 image 분석을 통해 결과 분석을 하려는 시스템이 많이 개발되어 있습니다. High-content screen (HCS)라고 불리어 지면서 multiparameter analysis가 가능할 수 있다는 장점이 있습니다. 단 384 well 이상으로 올라가기엔 아직 힘든 것으로 알고 있습니다. 그 다음은 heteregenous assay냐 homogenous assay냐 하는 것인데 이는 반응과 결과 분석을 동일한 tube 또는 동일한 well에서 할 수 있느냐에 따라 불리어 집니다. screening은 homogenous assay 형태가 되어 활용성이 높겠죠... 물론 산업적으로 사용될려면 여러가지 parameter들을 고려해야 되고 특히 interassay variation, intraassay variation을 나타내는Coefficient of Variation (CV)도 굉장히 중요한 이슈겠죠... 일단은 이렇게 적어봤는데 조금 더 discuss를 하면 좋은 답을 얻지 않을까 생각합니다. 크게 도움이 되지 못한것 같아서 죄송하네요... >cell assay device에 관해서 누가 좀 조언좀 해주십시요!! > >Cell assay가 뭔가요? >제어를 전공해서..생소합니다. >용어 자체가 감이 안와서요. > >세포 하나하나씩 무슨 검사를 하고싶다고 하는데.. >세포를 짜악 뿌리면 기판위에 알아서 메트리스 형태로 정렬하게 되고, >그중 원하는 하나씩 선택해서 추출하는 디바이스를 원한다고 합니다. >최초 시작은 만개 정도 부터 시작하자고 하는데.. >혹시 이런거 본적 있으신분 계신가요? > >현재 생물이나 세포 다루시는 분들은 어떻게 실험하나요? >일일이 손으로 하나씩 피펫?으로 추출?해서 >세포를 현미경이나 뭐 그런 검사장치를 이용해서 검사하나요? > >가을이 오네요.!! >

너무 감사드립니다. 저는 MEMS라는 걸 하는데, 지금 있는 곳에서 최소 1000개 정도의 cell trap?(hole) 같은걸 만들고, 각각의 cell trap에 갖힌 특정 구멍의 위치에 갖혀 있는 cell을 끄집어 낼수 있는 것을 만들어 달라고 합니다. 그런 장치가 현재 있나요!!?? 조언하신 내용중 cell-based assay과 일치하는 듯 합니다. 살아있는 세포를 하나하나 관찰해 보겠다는 것 같습니다. 대충 제가 알기로는 세포를 짜악 뿌리면 하나의 구멍에 하나의 세포가 들어가게 되는데, 그 크기가 10um라고 합니다. 1개의 구멍의 크기는 10um이고, 다른 구멍과의 거리는 역시 10um으로 해야 세포가 잘 위치할수 잇다고 합니다. 그러면 무슨 사진?을 찍어서 원하는 세포를 찾는다고 합니다. 그리고 나서 그 특정 세포를 추출해서 뭔가 한다고 합니다. 갑작스레 세포하는 사람이 와서 이러쿵 저러쿵 용어도 생소하고 영어다 보니..답답하기도 하고.. 참, 96 well의 플라스틱 용기?를 제게 주면서 지금 사용하는데, 일일이 손으로 하니까 불편하다고 하면서 그냥 스위치 하나만 누루면 간단하게 어드레싱할 수 있겠냐고..제게 물어본 적이 있습니다. 그냥 무심결에 96개 정도면 가능하겠지 라는 생각에 가능할지도 모르겠다고 했더니, 나중에 와서는 최소 1000으로 올라갔네요.나중에는 만개 10만개.. 그래서 지금은 1024로 시작할 생각인데,... 한가지 더 궁금한 것은 세포라는 것이 기계적인 stress를 받으면 그 세포도 열받겠죠!! 그러면 세포가 죽거나 세포의 건강에 영향을 미칠 것 같은데, 어떻게 생각합니까? 그런 세포 종류별 인장이나 압축 응력에 따른 세포의 상태에 관한 자료를 혹시 갖고 계시거나 들어본 적이 있나요!! 왜냐면 기껏 만들었는데, 세포가 그 장치를 거치고 나니 모두 죽었다!! 그러면 낭패일 것 같아서요.. 저는 유압으로 세포를 이송할 생각인데요. 허용 압력의 범위를 대략이라도 알아야 설계를 마무리 할 수 잇을 것 같은데,... 그래서 교수에게 차라리 줄기세포에 압축압력을 가해서 그 세포의 성장 메커니즘을 관찰할 수 있는 장치개발이 더 좋지 않냐고 했더니, 그냥 assay 만들라고 하네요. 두서 없이 답답한 심정만 토로한 듯 해서 죄송합니다. >질문과 대답이 반복되다보면 해답에 근접할 수 있겠지요...^^