유전자 분석 간단하고 저렴하게 한다(07.27)

KAIST, 압타머 이용 다양한 표적 DNA 분석 기술 개발

▲표적핵산에 의한 DNA 중합효소 활성 변화를 이용해 표적 핵산을 검출한 모식도 (Chemical communications 표지).<이미지=KAIST 제공>

국내 연구진이 메르스와 같은 신종 바이러스 병원균 감염 여부를 저렴한 가격으로 간단히 진단할 수 있는 유전자 진단기술을 개발했다.

KAIST(총장 강성모)는 박현규 생명화학공학과 교수 연구팀이 특정 단백질이나 효소를 인식하는 물질인 압타머(Aptamer)를 이용해 다양한 표적 DNA를 분석할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다고 27일 밝혔다.

기존 유전자 분석은 표적핵산에 상호보완적인 염기서열을 포함하는 헤이핀 구조의 DNA인 분자비콘(Molecular beacon) 프로브 기반에서 이뤄졌다.

그러나 이는 분석대상인 표적 DNA가 변경되면 이에 대응하는 새로운 분자비콘 프로브가 필요해 다양한 표적 핵산을 분석하는데 비용이 많이 들고 높은 민감도를 구현하기 어렵다는 문제가 있었다.

연구팀은 DNA 중합효소와 결합해 활성을 저해하는 DNA 압타머(DNA aptamer)를 고안했다. 그리고 이를 역으로 이용해 표적 DNA가 존재하는 경우에만 압타머가 DNA 중합효소와 결합하지 않고 활성을 유지할 수 있게 조절하는 기술을 개발한것.

이번 기술개발로 조절된 DNA 중합효소의 활성이 핵산 신장과 절단 반응을 일으키고 그 결과 형광 프로브의 형광신호 측정이 가능해졌다.

또 표적 DNA의 종류에 따라 새로운 프로브를 사용해야 했던 기존 기술과 달리 동일한 형광 프로브를 이용, 다양한 표적핵산을 값싸고 손쉽게 검출할 수 있게 됐다. 무엇보다 과거에 비해 여러가지 다른 병원균의 감염 여부를 저렴하고 수월하게 파악할 수 있다.

이번 연구결과는 영국왕립화학회가 발행하는 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical communications) 6월호 후면 표지논문으로 선정됐다. 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업 바이오나노헬스가드연구단의 지원을 받아 수행됐다.

박 교수는 "메르스처럼 새로운 병원체에 대한 진단 키트를 용이하게 제작할 수 있어 여러 병원균에 대해 신속히 대응할 수 있다"며 "향후 유전자 진단분야에서 새 원천기술로 널리 활용될 것으로 기대된다"고 설명했다.

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