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□ 극저주파 자기장이 세포 구조에 미치는 영향을 조사, 메커니즘을 제안
(RESEARCHER INVESTIGATES EFFECTS OF ELF MF ON CELL STRUCTURE, SUGGESTS MECHANISMS)
2016.08.03(출처 : ELF Gateway)
키워드: ELF, in vitro, human SH-SY5Y cells, protein aggregation, hydrogen bonding, FTIR
o 연구 요약
- 새로운 세포 실험(in vitro)*을 수행한 Emanuele Calabrò(이탈리아 연구원)의 보고서에 따르면 50Hz의 자기장 노출이 뉴런 같은 세포의 단백질 구조와 세포 밴드 진동에 영향을 미쳤음을 발견하였음
- 이러한 상호작용의 메커니즘은 수소 결합* 및 단백질 응집*과 연관될 수 있음
* 세포 실험(in vitro) : 시험관이나 페트리 디쉬와 같이 제어가 가능한 환경에서 수행되는 실험
* 수소 결합(hydrogen bond) : 2개의 원자 사이에 수소 원자가 결합함으로서 생기는 강한 분자 간 인력
* 단백질 응집(protein aggregation) : 단백질이 비정상적으로 축적되면서 응집체를 형성하는 현상으로 응집체는 독성을 띨 수 있으며 주변 세포들의 기능장애와 세포사멸을 초래해 여러 질환의 원인이 됨
o 방법
- Messina 대학의 Emanuele Calabrò는 SH-SY5Y* 세포계에서 얻은 배양 세포를 인큐베이터에서 4시간 동안 극저주파 자기장에 노출하기에 앞서 추가 세포 그룹을 허위 노출(sham-exposed)하였음
* SH-SY5Y : 신경 기능 및 분화의 시험 관내 모델로서 사용되는 신경 모세포종
- 자기장 노출 시스템은 전자파 생성 장치에서 두개의 Helmholtz coils*을 포함했음
* Helmholtz coils : 두 개의 동축 코일을 그 반경만큼 서로 떨어뜨려 위치시킴으로써 그 사이의 자기장을 거의 일정하게 만든 것. 자력계의 보정 및 자기장 측정시의 영점보정 등에 사용
- 장치는 1-mT의 전파를 방출하였고 실험을 통해 균일하게 측정하였음. 온도는 노출 기간 동안 모니터링 하였음
- 노출 후 연구자는 적외선(FTIR) 분광기를 사용하였는데, 그는 진동 밴드의 변화에 관심이 있었음
* FTIR(Fourier Transform Infrared Spectrometry) : 적외 분광법으로 유기화합물, 반도체, 세라믹 등 대상을 불문하고 상온, 상압 하에서 비파괴분석이 가능
- 통계적으로 t 테스트 방법이 활용되었음
o 연구 결과
- Calabrò는 자기장에 노출된 세포들이 메틸렌 그룹*의 진동 밴드에서 증가하는 것을 발견하였으며, 이는 세포막의 지질 함량의 변화와 관계가 있다고 주장하였음
* 메틸렌 그룹(methylene group) : 메테인에서 두 개의 수소 원자를 없앤 이가(二價)의 원자단
- 그는 또한 대조군에 비해 노출된 샘플인 Amide* I 밴드의 변화를 탐색하고자 하였음
* Amide : 암모니아 또는 아민의 수소 원자가 산기(아실기)나 금속원자로 치환된 화합물
- Amide I 밴드의 경우 낮은 에너지에 충분한 변화를 보였고, 알파 나선구조*에 대한 평행 및 역평행 베타 병풍구조*의 강도의 증가는 노출 후 관찰되었음
* 알파 나선구조(α-helix) : 단백질 2차구조의 하나. 아미노산 잔기 3.6개가 1회전을 하는 나선이 수소결합에 의해 안정성을 유지
* 베타 병풍구조(β-sheet) : Z자형의 폴리펩티드 사슬이 연속된 병풍구조를 형성하듯 서로 이어져 배열된 구조, 사슬사이에 수소결합으로 고정되어 있음. 병풍구조는 역평행, 평행형으로 나뉨
- 또한 Amide I은 노출이 일어난 후 상대적으로 통합된 영역이 증가한 반면, Amide II의 경우에는 크게 변화하지 않았음
- Calabrò는 그의 관찰을 통해 수소 결합과 단백질이 풀어지고 응집되는 것이 세포 손상과 관련될 수 있다는 것을 시사하였음
출처 : ELF gateway
(리포터 : 고주희 연구원, 미래전파공학연구소) |
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