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다이아몬드 배양접시, IVF 성공률 높여
등록일 : 2017-04-27 19:30 | 최종 승인 : 2017-04-27 19:30
정세진

[리서치페이퍼=정세진 기자]

인공수정(IVF)을 통해 임신을 원하는 여성의 경우, 다이아몬드 배양 접시를 사용하는 것이 더 성공률이 높다는 연구 결과가 나왔다.

이는 인간의 정자 세포가 기존의 폴리스틸렌 배양 접시에 비해 다이아몬드 표면에서 더 오래 살고 더 활발하게 움직인다는 것을 토대로 이끌어 낸 결과이다.

연구팀은 또한 정자 세포에 붉은 빛이 비춰지면 기능이 향상된다는 것을 발견했다. 이러한 기술을 결합하면 IVF 성공 가능성은 향후 크게 높아질 수 있을 것으로 보인다.

IVF를 시도할 때는 배양 접시에 있는 난자에 정자를 넣게 된다. 난자가 성공적으로 수정되면 생성된 수정란이 여성의 자궁에 이식된다.

정자는 대부분의 세포와 마찬가지로 활성산소 종(reactive oxygen species, ROS)으로 알려진 세포 파괴 분자를 내뿜는다.

정자 안에 있는 ROS는 배출된 후 외부의 분자와 결합할 때 빠르게 중화된다. 그러나 배양 접시의 폴리스틸렌은 자연적으로 얇고 끈적끈적한 표면의 나노층을 형성, ROS를 덮는 성질이 있다.

이번 연구를 주도한 독일 울름 대학의 물리학자 안드레이 좀머 박사는 "정자가 폴리스틸렌으로 형성된 나노층에 장시간 노출되면 ROS를 제대로 배출하지 못해 파괴되기 훨씬 쉬워진다"고 설명했다.

결론은 폴리스틸렌에 노출된 많은 정자 세포가 난자로 이동하는 동안 운동성을 상당부분 잃어버린다는 것이다.

일반적으로 샘플에 함유된 정자 중 운동성이 높은 정자 세포 일수록 정자 수와 난자의 질과 같은 여러 요인을 감안하더라도 IVF를 통한 임신 가능성이 높다.

연구진은 이전 연구를 바탕으로 다이아몬드 같은 물질에 정자 세포를 두는 것이 정자를 ROS로부터 보호할 수 있을 지에 대해 조사했다.

이들은 석영 배양 접시에 초박막 다이아몬드를 1 마이크론 미만의 두께로 코팅하고 인간의 정자 세포를 넣었다.

그들은 운동성이 높고 낮은 순서로 4등급의 정자를 분류해 다이아몬드 접시에 놓고 움직임을 관찰했다.

그런 다음 동일한 샘플에서 채취한, 폴리스틸렌 접시에 놓인 정자 세포에 대해서도 동일한 작업을 수행했다.

한 시간 후, 다이아몬드로 코팅 된 배양 접시는 폴리스틸렌 접시보다 300% 더 많은 등급 A 정자 세포를 함유하고 있었다.

그 이유는 ROS가 폴리스티렌과 같은 방식으로 다이아몬드 표면에 달라붙을 수 없기 때문에 세포에 해를 끼치지 못하는 데 있다고 연구팀은 설명했다.

별도의 실험에서 연구팀은 빛이 정자 세포에 미치는 영향을 테스트했다. 이전의 연구 결과에 따르면 가시광선 스펙트럼의 빨간색 끝으로 670 나노미터의 특정 파장의 빛에 세포를 노출 시키면 에너지 생성 미토콘드리아가 세포에 힘을 실어주는 아데노신 트리포스페이트의 생산을 촉진한다.

연구팀은 정자 세포를 이 파장에 노출 시켰을 때 대조군보다 30분 후 2배 많은 등급의 A세포가 생성되는 것을 발견했다.

좀머 박사는 "다이아몬드 코팅 배양 접시와 근적외선 빛은 정자 세포를 보다 강하고 오래 버티도록 해 수정 가능성을 높인다"고 주장한다.

한 가지 문제는 다이아몬드 접시가 플라스틱에 비해 비싸다는 데 있다. 연구진이 사용하는 것과 같은 다이아몬드 코팅 접시를 만드는 데는 약 100달러가 든다.

그러나 좀머 박사는 IVF 시술에 만 달러 이상의 비용이 들어간다는 점을 고려할 때 지나치게 비싼 가격은 아니라고 말한다.

한편 미국 오하이오 클리블랜드 클리닉의 생식 의학센터의 오크 아가왈 박사는 이변 연구 결과에 대해 "정자의 운동성을 높이기 위해 다이아몬드를 사용한다는 발상이 놀랍다"고 밝혔다.

일부 연구자들은 나노 다이아몬드가 정자 세포와 수정란에 독성을 가졌는지는 확인되지 않았지만, 배아 세포와 배아의 건강에 미치는 영향을 확인하기 위해서는 적절한 연구가 필요하다고 말했다.

좀머 박사는 화학적으로 비활성인 다이아몬드 표면에 놓인 정자 세포가 어떤 영향을 받는지, 다이아몬드 나노 입자를 포함한 안전성 연구가 필요하다는 데 동의했다.

[리서치페이퍼=정세진 기자]
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