포스텍 공동연구팀이 환자 몸에 적합한 약을 찾아주는 나노물질을 개발, 주목을 받고 있다.

포스텍 화학과 김원종 교수·박사과정 손세진씨, 화학공학과 김진곤 교수·박사후 연구원 양승윤씨(현 하버드대 박사후 연구원) 팀은 블록공중합체로 만든 초고밀도 나노채널로 복잡한 물리화학적 방법 없이 간단하게 단일염기다형유전자(Single Nucleotide Polymorphism·SNP)를 고감도로 검출하는데 성공했다.

이번 연구성과는 나노분야의 세계적인 권위지 나노레터스(Nano Letters) 최신 온라인판을 통해 발표됐다.

연구팀이 개발한 이 나노채널은 머리카락 굵기의 1만분의 1 수준인 15nm(나노미터)에 불과해 기존의 DNA칩보다 2배 이상 많은 핵산을 고정하고 핵산을 초고밀도로 배열시켜 검출 정확도를 대폭 향상시켰다.

기존에 사용된 DNA칩은 한정된 칩 표면에 제한된 수의 핵산을 고정하고, 정지상의 용액을 사용해 분석시간이 길고 온도 등 환경에 민감하다는 단점이 있었다.

특히 분석을 위해서는 비싼 가격의 효소를 이용해야 하기 때문에 경제성이 떨어져 상용화에 큰 걸림돌이 돼 왔다.

연구팀은 이 나노채널 속으로 DNA 용액을 연속적으로 투입, DNA간 혼성화반응(hybridization)을 활성화시켜 검출도를 더욱 높였다.

아울러 탐침(probe)을 이중사슬로 새롭게 고안해 유전자 변이의 유무는 물론 변이의 위치까지 정확하게 검출하는데 성공했다.

이중사슬로 이뤄진 탐침을 고밀도 나노채널에 부착시켜 고감도의 SNP 검출에 성공한 것은 포스텍 연구팀에 의해 처음으로 시도된 결과다.

이번 연구는 특히 인간의 유전적 차이인 SNP를 정확하게 분석할 수 있어 환자 개인에 맞는 약물 및 치료 방법을 찾아내는 맞춤의학과 부작용이나 의료사고를 줄이는 데 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.

김진곤 교수는 "이번에 개발된 SNP 검출 시스템은 분석 후 붙어 있는 유전자를 제거해 재활용까지 할 수 있는 장점을 갖추고 있다"며 "이 연구성과는 유전자 변이 외에도 다양한 바이오 분자의 검출 및 정제에 응용돼 생명과학 전 분야에 활용할 수 있을 것으로 생각한다"고 말했다.

한편 이번 연구는 교육과학기술부가 지원하는 '창의적 연구진흥사업' 및 '의학첨단과학기술융합 사업'의 지원 아래 수행됐다.

 

☞단일염기다형 유전자

인간 유전체에서 1천개의 염기마다 1개꼴로 나타나며, 이에 따라 개인의 유전적 차이가 발생한다. 이 차이로 개인마다 머리색이나 피부색이 달라질 수 있으며, 질병 등에 대한 차이도 생긴다.