살아있는 세포 속 더 선명하게…日, 왜곡 자동보정 기술 개발

일본 연구진이 기존 형광 현미경으로 촬영한 이미지의 광학적 왜곡을 계산만으로 자동 보정해 살아있는 세포 내부를 더 선명하게 관찰할 수 있는 신기술을 개발했다.

일본 정보통신연구기구(NICT)는 16일 교토대, 우쓰노미야대와 공동으로 이같은 내용의 'øCAO(파이카오)' 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 영국 과학 저널 '커뮤니케이션스 엔지니어링'에 지난 9일(현지시간) 게재됐다.

살아있는 세포 내부는 빛의 투과율이 불균일해 현미경 이미지가 흐릿해지는 광학적 왜곡이 발생한다. 이 때문에 내부 구조를 정밀하게 관찰하기 어려웠다.

연구팀이 개발한 øCAO는 천문학에서 별을 관측할 때 대기의 흔들림을 보정하는 기술과 유사한 원리를 계산으로 구현한 것이다. 촬영된 이미지를 컴퓨터 소프트웨어로 처리해 광학적 왜곡을 자동으로 제거한다.

이 기술은 고가의 하드웨어를 추가하거나 복잡한 조정 과정 없이 기존 현미경의 성능을 높일 수 있는 것이 특징이다. 두꺼운 생체 조직 샘플의 미세 구조도 쉽게 관찰할 수 있다.

연구팀은 빛의 회절 한계보다 작은 구조를 보는 초고해상도 현미경에도 이 기술을 적용했다. 그 결과, 광학적 왜곡으로 저하됐던 해상도를 복원해 선명한 이미지를 얻는 데 성공했다.

NICT는 "이번 기술로 질병의 원인이 되는 세포 내 이상을 정확히 파악해 신약 개발 연구를 가속할 수 있을 것"이라며 "재생 의료 및 바이오 산업 고도화에도 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

연구팀은 향후 2광자 현미경 등 다른 종류의 현미경에도 기술을 확대 적용할 계획이다.