과제 소개

세포 내로의 핵산, 단백질, 플라스미드, 나노파티클 등의 다양한 물질 전달은 유전자 편집, 재생 의학, 암면역 치료를 가능하게는 가장 기본이 되는 실험 중 하나로 보통 캐리어를 이용하거나 물리적인 힘을 통해 세포막을 통과시켜 물질을 전달함. 바이러스 (예: adenovirus, lentivirus, retrovirus) 또는 양이온 지질 (예: Lipofectamine) 중심의 캐리어 기법들은 최적화 시 높은 물질 전달 효율을 보이나 안전성, 느린 전달 속도, 노동/시간/비용 집약적인 캐리어 준비 과정, 낮은 재현성 등의 문제점들이 존재함. 이에 반하여 세포막에 물리적으로 나노구멍을 만드는 방법들(예: 전기천공 또는 마이크로니들)은 상대적으로 여러 물질들을 다양한 세포주로 전달이 가능한 장점이 있음. 그러나 방법의 침습성으로 인한 낮은 세포 생존율, 전달 물질의 변성 그리고 낮은 처리량은 큰 한계로 지적됨. 본 과제에서는 그동안 전통 미세유체역학에서 간과되었던 관성력을 이용하여 단일 세포 단위로 세포들을 연속적으로 변형시켜 세포막에 균일한 구멍들을 만들 수 있다고 가정하고 그 구멍들을 통해 다양한 물질들을 벡터 또는 외부기기의 사용 없이 대량으로(분당 수백만 개 이상) 세포 속으로 전달하는 혁신적인 방법과 개발된 플랫폼들을1-3 개발하며 그에 대한 CAR-T 암면역 치료, 유도만능줄기세포 제작 등으로의 응용 세포 공학 연구를 진행함.

1. Nano Letters, 18, 2705-2710 (2018)
2. Lab on a Chip, 19, 1747-1754 (2019)
3. ACS Nano, Under Revision (2019)