^*리간드(Ligand): 배위결합하고 있는 화합물의 중심금속 이온의 주위에 결합하고 있는 분자나 이온을 뜻한다. 참고로 배위결합은 두 원자가 공유결합할 때 결합에 관여하는 전자가 형식적으로 한쪽 원자에서만 제공된 경우다.

^*리소좀(Lysosome): 단백질 분해효소가 들어있는 세포 내의 작은 주머니이다. 일반적으로 오래되어서 못 쓰게 된 세포소기관을 파괴하거나 외부에서 탐식 작용을 통해 먹어 치운 바이러스나 박테리아 같은 외부 물질들을 파괴하는 데에 사용된다.

[붙임] 용어설명

1. 리소좀(Lysosome)

세포소기관 중 하나로 작은 주머니 형태를 띠고 있다. 안에는 단백질 분해효소가 있어 일반적으로 못 쓰게 된 세포소기관을 파괴해 단백질을 재생산하거나, 외부에서 탐식작용을 통해 먹어 치운 바이러스나 박테리아 같은 외부 물질들을 파괴하는 역할을 한다. 세포 내 리소좀으로 나노입자가 들어가기 위해서는 세포막으로 나노입자가 들어오는 직접침투가 아닌 세포 내 섭취작용(endocytosis)이 잘 일어나야 한다. 이번 연구에서는 나노입자 표면에 양이온과 음이온을 8:2로 흡착하는 것은 이러한 세포 내 섭취작용이 잘 일어나게 하는 역할을 한다.

2. 세포소기관(Cell Organells)

인체에 여러 가지 기관이 존재하는 것처럼 진핵세포의 내부에 존재하며 세포의 여러 가지 기능을 분업으로 하고있는 구조단위. 대표적인 예로 리소좀, 미토콘드리아, 골지체 등이 있다. 

3. 리간드(Ligand)

배위결합을 통해 중심 원자를 둘러싸고 있는 이온 또는 분자를 이른다. 이번 실험에는 금나노 입자에 양전하를 띠는 리간드와 음전하를 띄는 리간드를 8:2로 섞어 결합했다. 

4. 암시야현미경(Dark Field Microscopy)

광선을 옆으로 전환하게 만들고, 대상물을 옆에서 조명해 어두운 배경에 대해서 미세구조가 환하게 비치도록 한 현미경이다. 살아 있는 상태의 미생물을 효과적으로 관찰할 수 있다.

5. mTORC1(Mammalian Target of Rapamycin Complex1)

세포 성장, 세포 생존, 단백질 합성, 유전자 발현 등 세포 내 다양한 생리 현상을 조절하는 중요인자로 최근에는 수명 연장과 밀접한 관련이 있다는 것이 밝혀져 있고, 성장인자와 아미노산 농도에 따라 활성이 조절되는 인산화 효소로 알려져 있다

[붙임] 그림설명

그림1. 정상세포와 암세포에서 세포 내 섭취작용을 통해 흡수된 금속 나노입자의 거동비교. 정상세포와 달리 암세포에서는 금속 나노입자 지속적으로 뭉쳐져 성장하는 현상이 나타나 세포가 죽게 된다. 13종류의 암세포(우측 하단 막대 그래프)에 실험을 진행했으며, 암세포의 종류에 관계없이 금속나노입자 덩어리가 세포 사멸을 유도한다.

그림2. 암시야현미경으로 관찰한 세포 내에서 나노입자 이미지. 암세포(왼쪽)에서는 정상세포(오른쪽)과 달리 시간이 지나면서 입자의 뭉침이 나타났다.

그림3. 표면결합 리간드의 비율에 따른 금 나노입자의 세포 내 함량 비교 (a) 금나노 입자 표면에 양이온(파란색)과 음이온(붉은색) 리간드가 부착된 모습 (b) 양이온과 음이온의 비율을 8:2로 유지(분홍색)했을 때 양이온만 결합한 경우(주황색)에 비해 세포 내 나노입자의 함량이 더 높았다.