지금까지 표면 구조(topography), 화학적/ 단백질 농도 구배, EMF(electromagnetic field), 온도 등 여러 환경 요건에 대한 셀의 반응을 보기 위한 연구들이 있어왔다. 하지만 그 중 마이크로 스케일에서의 온도 구배(temperature gradient)에 의한 영향에 대해서는 상대적으로 알려진 바가 적다.
온도에 대한 세포의 반응 사례 중 대표적으로 열 충격 단백질(HSP)와 주열성(thermotaxis)을 들 수 있는데 이와 같은 연구들을 통해 세포가 특정 온도 조건에서 생화학적 반응이 가속화되며 특정 대사 활동이 촉진된다는 걸 알 수 있었다. 이러한 다른 세포들의 온도 관련 연구들로 미루어볼 때 모든 세포의 근본이 되는 줄기세포가 특정 온도에 따라 다른 성향을 보일 가능성은 매우 높다.
본 연구실에서는 세포 수준의 미세 환경에서 특정 온도에 대한 줄기 세포의 성향을 통계적으로 보고 생화학적으로 분석하고자 한다.
세포의 열에 대한 연구가 부족한 이유 중 하나는 기존의 방법으로 정확한 온도 조절이 어렵다는 것인데 thin film 박막 (membrane) 구조가 이에 대한 해결책이 될 수 있다. Thin film 박막 구조는 가운데 히터를 정점으로 박막 상에서의 온도 구배를 직선으로 근사화할 수 있는 장점이 있다.
실험에 사용할 세포는 P19 EC(embryonic carcinoma)로써 C3H/He 쥐의 종양(teratocarcinoma)으로부터 채취하게 된다. P19 세포는 미분화 상태로 유지가 가능하며 형질전환이 쉬워 줄기세포에 대한 실험에 많이 이용되고 있다.
온도에 따른 줄기세포 실험을 정밀하게 수행할 수 있는 디바이스 제작 및 측정 기법 개발에 대한 연구는 줄기세포에 대해 온도의 영향을 엄밀하게 정의한다는 점에서 이전의 바이오 공학 논문들 중 그 사례를 찾아볼 수 없다. 기존의 줄기세포의 온도 자극의 연구가 다분히 한쪽으로만 치우치는 접근에 그쳤다는 점에서 생각해본다면 본 연구가 개발하게 될 정밀한 열 자극과 분석의 결과들은 좁게는 줄기세포를 원하는 방향으로의 선택적인 발생을 유도하는 칩을 개발하며 더 나아가서는 생물 전자 공학에서 바이오 컴퓨터, 바이오 칩, DNA 컴퓨터, 바이오 센서, 신경 컴퓨터 등에 핵심적인 단서를 제공하고 바이오 장기 및 개발 사업의 그 규모를 생각했을 때 경제적 효과는 크다고 볼 수 있다.
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