물벼룩 심박수로 독성평가…"시간당 150마리 측정"

한국표준과학연구원(KRISS)은 KIST-유럽연구소와 물벼룩 심장 박동을 자동으로 측정·분석하는 독성평가 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다. 권익환 나오바이오측정그굽 선임연구원은 "KIST-유럽연구소로부터 물벼룩 심박 측정의 어려움을 호소하는 문의가 와 공동연구를 수행하게 됐다"고 기술 개발 취지를 설명했다. 물벼룩은 0.2 ~ 5 mm크기로 수생 환경 독성평가에 널리 활용되는 대표 시험생물이다. 사육이 쉽고 개체 특성이 균일한 특성이 있다.몸이 투명해 심장이나 내부 장기 움직임을 광학적으로 관찰하기에 유리하다. 연구팀은 면직물 물벼룩 심장 부위를 고속 이미징으로 촬영하고, 반복되는 명암 변화 신호를 기록하는 방법으로 심박수를 자동계산했다. 이 시스템을 활용해 독성물질 노출에 따른 물벼룩 심박수 변화를 시간당 150여 마리 규모로 동시에 수집·분석했다. 이러한 대량 분석을 통해 개체별 반응 분포를 파악, 분석 정밀도를 끌어올렸다는 것. 물벼룩은 기르기 쉽고 재현성이 높으며, 몸이 투명해 장기 관찰에 용이하다. 다만, 초당 약 6~8회에 달하는 빠른 심장박동을 눈으로 오차없이 측정하기 어렵다. 연구팀은 데이터 분포를 통해 개체 간 미세한 차이는 물론, 기존 방식으로는 확인이 어려웠던 저농도·비치사성 독성까지 포착할 수 있다고 부연 설명했다. 이 시스템은 장비 설계가 직관적이고 간편해 다양한 연구 환경과 여러 물질에도 유연하게 적용할 수 있다. KRISS가 주도해 개발한 이 시스템은 KIST 유럽연구소 현지에 설치됐다. KIST 유럽연구소는 이를 활용해 나노물질 독성평가 실험과 데이터 검증을 수행했다. 연구팀은 이 시스템이 수생태계 안전성 평가 정밀도 제고에 기여할 것으로 기대했다. 권익환 나노바이오측정그룹 선임연구원은 “향후 나노물질 독성평가 분야는 물론 심장 오가노이드 등 인체 유사 모델에도 적용할 수 있도록 고도화해 나갈 것”이라고 밝혔다. 이태걸 책임연구원은 “KRISS가 개발한 이 시스템은 KIST-유럽 현지 연구실에 설치돼 호리즌 유럽 과제(CHIASMA)수행에 활용 중"이라며 "향후 국내 장비개발업체와의 기술이전을 통해 전 세계 심장독성 연구팀으로 확산해 나갈 계획“라고 밝혔다.