초록 ▼

□ 연구개요
약물전달을 목적으로 하는 생분해성 고분자 기반의 나노입자가 많이 개발되어 왔지만, 동물 및 인체 내에서의 전달이 중점적으로 연구되어 왔다. 식물세포는 세포벽이 있어 나노입자의 투과가 제한적이고, 다양한 식물 조직 및 세포, 소기관들에 대한 나노입자투과 기작이 각기 다르다. 본 연구는 나노입자를 이용한 식물 엔지니어링 연구의 가장 기본이 되는 연구로서, 기능화된 나노입자를 식물체 내 특정 세포나 조직으로 도입할 수 있도록 나노입자를 설계하는 방법을 연구한다. 또한 나노입자에 유전물질이나 단백질 등의 biomolecu

□ 연구개요
약물전달을 목적으로 하는 생분해성 고분자 기반의 나노입자가 많이 개발되어 왔지만, 동물 및 인체 내에서의 전달이 중점적으로 연구되어 왔다. 식물세포는 세포벽이 있어 나노입자의 투과가 제한적이고, 다양한 식물 조직 및 세포, 소기관들에 대한 나노입자투과 기작이 각기 다르다. 본 연구는 나노입자를 이용한 식물 엔지니어링 연구의 가장 기본이 되는 연구로서, 기능화된 나노입자를 식물체 내 특정 세포나 조직으로 도입할 수 있도록 나노입자를 설계하는 방법을 연구한다. 또한 나노입자에 유전물질이나 단백질 등의 biomolecule을 담지하여, 전달 효율을 높이는 나노전달체 개발을 꾀한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구자의 선행 연구 (엽록체 이중 인지질 막, 원형질체 막에 대한 수종적 투과 기작에 기반한 수학적 모델 구축 및 이를 이용한 나노입자 설계 및 합성)을 확장시켜, 나노입자 특징에 따른 투과 효율을 분석하고 나노입자 내 담지된 물질의 방출에 대한 동역학적 연구를 수행하고자 했다. 또한, 기존에 연구되지 않았던 새로운 식물 조직 혹은 세포 내로 투과성을 갖는 나노입자를 설계 및 합성하고자 했다. 이를 위해, 소포자 (microspore)라는 식물의 생식세포 (화분의 전단계) 내 도입가능한 나노입자를 연구하고자 했다. 소포자를 이용한 식물 엔지니어링 연구는 매우 유망한 분야이나, 소포자를 투과할 수 있는 전달체가 없어 성과가 제한적이다. 소포자는 3 wall layer (perispore, exospore, endospore)를 가지고 있어, 내부로 biomolecule를 전달하기 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 다양한 특성을 갖는 고분자-CNT complex를 설계 및 합성하여 소포자 내로 효율적으로 투과되는 나노입자를 선발하는데 성공하였다. 또한, 식물 세포 (원형질체) 내로 biomolecule을 담지하여 전달 하려는 시도를 하였고, 높은 효율로 high molecular weight를 갖는 biomolecule을 전달할 수 있는 나노입자를 합성하여, 투과 조건의 최적화를 수행하고 있다. 본래의 연구목표보다 발전된 연구성과를 달성했으며, 식물 엔지니어링에 직접적으로 활용할 수 있는 엔지니어링 tool을 개발하는데 성공했다고 판단된다.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 본 연구에서 개발한 나노전달체는 가혹한 물리적 화학적 방법을 사용하지 않고 나노입자를 다양한 식물 조직에 전달할 수 있음. 특히, 소포자 내로 도입할 수 있는 나노전달체는 연구된 바 없으며, 소포자 배양 방법을 이용할 경우 비교적 단 시간에 엔지니어링 된 식물체를 얻을 수 있다는 장점이 있음.
○ 다양한 물리화학적 특징을 갖는 나노입자를 합성함으로써, 소포자 원형질체 등 식물 내 투과효율에 대한 기초연구로서 광범위한 식물 엔지니어링에 활용이 가능함.
○ 본 연구에서 개발한 나노전달체는 나노입자의 크기와 표면전하 등을 미세조절하여 원하는 식물 조직 내에 도입할 수 있으며, 나노입자에 biomolecule을 담지 하여 전달 효율을 높일 수 있음. 나노입자를 활용한 biomolecule의 전달은 투과능 향상 뿐 아니라 biomolecule이 우리가 원하는 위치에 도달하기 까지 biomolecule의 hydrolysis나 degradation을 막아 보호하는 역할도 기대할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 12
• 끝페이지 ... 12