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마이크로RNA 염기서열 한 개 차이까지 구분한다

표준과학연, 저비용 고감도 센서 구현…"질병 조기발견 도움"

KRISS 이태걸 책임연구원(왼쪽)이 연구진과 함께 고감도 miRNA(마이크로RNA) 센서 성능을 살피는 모습 [한국표준과학연구원 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국표준과학연구원(KRISS)은 이태걸 나노바이오측정센터 책임연구원팀이 간단한 효소 반응을 이용하는 고감도 마이크로RNA 검출 센서를 개발했다고 7일 밝혔다.

인간 세포에 2천600개 이상 존재하는 마이크로RNA는 22개의 염기서열로 이뤄진 매우 작은 물질이다.

RNA와 결합해 단백질 발현을 저해하는 특성이 있다.

세포를 구성하는 단백질 생성을 제어한다는 점에서 수많은 생명 현상과 밀접한 관계를 맺는다.

KRISS에서 개발한 고감도 miRNA(마이크로RNA) 센서 [한국표준과학연구원 제공=연합뉴스]

학계에선 마이크로RNA를 활용해 질병을 조기 진단할 수 있는 기술 개발에 몰두하고 있다.

예컨대 암 환자의 경우 체내에 종양 억제 유전자와 결합하는 마이크로RNA가 과다해 이로운 단백질 생성을 방해한다.

바꿔 말하면 체내에 특정 마이크로RNA가 얼마나 있는지 검출하면 질병을 일찍 발견할 수 있다는 뜻이다.

마이크로RNA는 염기서열 중 한 부분만 순서가 뒤틀려도 기능이 완전히 바뀐다.

이 때문에 서열 한 개 차이까지 구별하는 정량적인 분석이 필수적이다.

나노 구조체 표면에서 효소 반응 전(왼쪽)과 후 이미지 비교 [한국표준과학연구원 제공=연합뉴스]

이태걸 연구원팀은 유전자 증폭이나 라벨링이 필요 없는 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 기술을 도입했다.

LSPR 기술은 금속 나노입자나 나노 구조체가 특정 파장 빛과 상호 작용할 때 만드는 광학 현상을 응용한다.

기존 LSPR 기술 문제점이었던 미약한 파장 변화를 극복하기 위해 센서의 금 나노 구조체 표면에서 선택적인 효소 반응이 일어나도록 유도했다.

그 결과 기존보다 수십 배 이상의 파장 변화가 발생, 높은 감도의 신호 변화를 얻을 수 있었다.

효소 반응 전(왼쪽)에는 파장 변화가 매우 미미하지만, 효소 반응 이후에는 miRNA를 구분하기 좋은 뚜렷한 파장 변화가 일어났다. [한국표준과학연구원 제공=연합뉴스]

이 기술로 22개의 염기서열 중 단 한 곳만 다른 마이크로RNA까지도 구분할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

이태걸 책임연구원은 "효율성과 재현성이 높아 의료현장에서 다양한 분석 플랫폼에 적용할 수 있을 것"이라며 "기존 기술 대비 제작비용은 절반 수준으로 저렴한 데다 큰 면적으로 제작할 수도 있어 상용화에 유리하다고 자부한다"고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부 바이오 의료기술개발사업 지원으로 수행했다.

고감도 miRNA(마이크로RNA) 센서의 원리를 보여주는 조감도 [한국표준과학연구원 제공=연합뉴스]

성과를 담은 논문은 '바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스'(Biosensors and Bioelectronics) 5월 1일 자에 실렸다.

walden@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2018/06/07 09:45 송고

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