Paul Zimba 교수
치명적인 조류(algae)는 암을 죽일 수 있을까?애질런트 기기가 특별한 독소를 분리하고 분석하는 과학자를 돕고 있습니다Paul Zimba 교수는 40년이 넘는 그의 경력을 통틀어 해양 및 담수 생태계의 수질을 보호하고, 건강을 개선하는 서비스에서 분류학, 생리학 및 분석 화학을 포함하는 다양한 분야의 기술을 개발해 온 진정한 르네상스적 연구자가 되었습니다. 그 과정에서 그가 애질런트 기기로 이루어낸 가장 흥미진진한 발견은 아마도 물고기를 죽이는 신비로운 조류 독소가 특이하게 암 세포를 죽이는 데 효과적일 수 있다는 것입니다. Euglena sanguinea 라는 조류는 이미 널리 알려져 있지만, 독소는 새로운 것이었습니다. 당시 미시시피 농무부에서 일하고 있었던 Zimba 교수는 "물고기가 죽어가던 북부 캐롤라이나의 한 양식장에서 이 조류에 대한 정보를 받고 우리는 긴장했습니다. 사람들이 보내온 시료를 보고는 '이게 유글레나일 리가 없어. 유글레나는 온순한데'라고 생각했고, 그것을 배양해 본 뒤에야 유글레나가 무언가를 죽일 수 있다는 것을 확인했습니다."라고 말했습니다. Zimba 교수와 그의 팀은 애질런트의 SQ 및 QQQ LC/MS 시스템을 사용하여 이 단일 조류 개체의 배양액에서 독소를 분리하여 과학계에 새로운 독소의 존재를 증명했습니다.
표준 관례에 따라, 그들은 조직 배양액에 그 독성 화합물을 투여한 다음, 생활성(bioactivity)을 관찰했습니다. Zimba 교수는 "조직 배양액은 일반적으로 사람이나 쥐로부터 채취한 암 세포로 구성됩니다. 암세포는 쉽게 증식하기 때문입니다. 그것은 기본적으로 영원히 증식할 것입니다. 또한 암세포는 일반 세포들이 겪는 배지 속 노화 및 잘 증식하지 않는 등의 문제들을 겪지 않습니다."라고 설명합니다. Zimba 교수는 자신이 관찰한 내용에 놀랐습니다. "우리는 단지 생활성을 관찰 중이었는데, 그 결과에서 암세포에 대한 공격과 관련한 상당한 변화도가 있음을 갑작스럽게 알게 되었습니다. 그래서 LD50 테스트를 진행한 결과, 이 독소에 대한 조직 배양액의 용량 의존적 반응이 있다는 것을 확인했습니다." Zimba 교수와 동료들은 이 독소를 불개미 독의 구조와 유사한 알칼로이드라고 설명하며, 낮은 ppm 및 ppb 투여량에서 항암 활성을 보이는 화합물이라고 말합니다.
Zimba 교수는 "우리가 진행중인 작업은 동물 시험을 수반하는데, 그 결과는 이 화합물의 항암 특성이 크다는 점에서 매우 유망해 보입니다. 문제를 발견 했을 때, 모든 방법을 동원하여 해결할 수 있다면 좋은 것입니다. 그게 바로 우리가 희망하는 것이니까요. 유해한 조류의 유용한 사용법을 발견한다면 멋진 일이 될 것입니다."라고 말합니다. Zimba 교수는 현재 텍사스 A&M 대학교 코퍼스 크리스티의 교수로서 연안연구센터를 이끌고 있습니다. 그의 홈 그라운드는 멕시코 만의 코퍼스 크리스티 베이 뿐만 아니라, 그리로 유입되는 누에시스강도 있습니다. 그의 주요 관심사는 해로운 조류, 조류 독소, 수중 생태계, 습지, 양식, 미세 조류 분류 및 생리학, 원격 탐사, 탄소 고정량 평가, 수중 생태계 스트레스 요인 및 시아노박테리아 등입니다. "다양한 프로젝트를 진행하며 실질적인 진전을 보면 항상 즐거움을 느끼고 그것이 계속 동기를 부여하게 됩니다. 과거의 여러 케이스에서 저는 문제를 인식하고 해결 방법을 제시해야 하는 위치에 있었습니다. 어쩌면 어떻게 해야 할 지 모르기도 했었지만 이후에 전문 지식을 구축할 수 있었습니다." 그의 실험실에는 GC와 LC, TOF와 QQQ 질량 분석기 및 질량 기반 분취 분석기 등 다양한 애질런트 기기가 갖춰져 있습니다.
Zimba 교수는 재현 가능한 결과를 얻는 것이 모든 연구 분야에서 중요하다고 지적합니다. 그는 우선 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 화합물을 분리한 후, 질량 분석을 통해 그 결과를 확정합니다. 분취 시스템 역시 커다란 도움을 줍니다. 그는 다음과 같이 말합니다. "(분취)시스템의 훌륭한 특징은 분석 수준에서 작업을 최적화 한 다음 컬럼만 바꾸면 된다는 것입니다. 그 다음 시스템에는 더 큰 크기로 진행하라고 명령하면 모든 것이 그보다 더 큰 스케일로 분리할 수 있도록 진행됩니다. 그러한 스케일-업 요소는 대단한 것입니다. 예전의 방식은 튜빙과 기타 모든 것의 크기를 계산한 다음, 맞기를 바라는 것 뿐이었습니다. 이제는 그런 문제에서 벗어나게 됩니다. 결과적으로, 재현성이 향상됩니다." Zimba 교수는 다양한 기술과 관심 덕분에 sodium 부가물 형성(특정 화합물의 정량을 어렵게 함)을 방지하는 방법의 개발부터 새로운 속(genus)과 종(species)의 독소 생산 조류를 식별하는 것까지 많은 성공을 거뒀습니다. "전에는 속이나 종을 전혀 설명하지 못했습니다. 그래서 모든 유전학, 생화학 및 현재의 분류 체제 하에서 필요한 형태학 작업을 수행하기 위해 공부를 많이 했습니다. 지질 및 지방산의 프로파일과 클로로필과 카로티노이드의 프로파일 뿐만 아니라 알려진 48종의 남조류 독소(cyanotoxin) 중 어떤 것이 배양을 통해 생산되고 있는지를 파악하는 것을 포함하여 이런 새로운 속과 종을 가장 완전하게 설명할 수 있는 특성 규명 과정이 많이 있었습니다. 이 프로젝트에는 SEM 및 TEM 현미경 검사와 검사 다음 알려진 다른 모든 종과의 유전적 비교가 포함되었습니다. "흥미로운 작업이었습니다. 현미경에서 시작해서 40년이 지난 지금도 여전히 그때 배운 기술을 사용하고 있습니다. 물론 애질런트 제품이 제시하는 분석 접근법으로 그것을 보완하고 있고, 몇 년 전보다 더 많은 해답을 줄 수 있습니다." |
Paul Zimba, PhD
생명과학 교수 겸 |
주요 발행물
Succession and toxicity of Microcystis and Anabaena (Dolichospermum) blooms are controlled by nutrient-dependent allelopathic interactions. Euglenophycin is produced in at least six species of euglenoid algae and six of seven strains of Euglena sanguinea. Identification of a new-to-science cyanobacterium, Toxifilum mysidocida gen. nov. & sp. nov. (Cyanobacteria, Cyanophyceae) Phosphatidylcholine composition of pulmonary surfactant from terrestrial and marine diving mammals. |