다가 단백질 광학 센서 개발…초고감도 센서로 질병 진단

국내 연구진이 이중가닥 유전자에만 선택적으로 결합하는 단백질 광학 센서를 개발했다. 지극히 낮은 농도 수준에서도 질병 진단용으로 사용되는 유전자를 효과적으로 검출할 수 있게 됐다.
14일 한국생명공학연구원 강태준 위해요소감지BNT연구단 박사와 KAIST 화학과 정용원, 김봉수 교수 연구팀은 이중가닥 유전자와 특이적으로 결합하는 다가 형태 단백질을 최초로 합성했다고 밝혔다. 다가 형태의 단백질이란 같은 단백질 여러 개가 연결된 다중 형태의 단백질 구조다.
연구팀은 이 같은 단백질을 금 나노선 광학 센서에 적용해 아주 낮은 농도(1ℓ 용매에 6.02×105개의 유전자만이 존재하는 아토몰라 수준)에서도 유전자를 검출해내는 초고감도 센서를 개발했다. 새롭게 합성된 다가 형태 단백질의 전하를 조절함으로써 검출능력을 극대화한 것이다. 표적 유전자와는 매우 높은 결합력을 가지고, 비표적 유전자와는 결합하지 않는 게 특징이다.
그 결과 센서는 여러 개의 유전자를 동시 검출할 수도 있는 것으로 나타났다. 강태준 박사는 "단백질의 표면 전하를 조절해 비특이적인 결합을 어떻게 감소시킬 수 있는지 보여줬다"며 "여러 바이오마커에 특이적으로 결합하는 단백질을 개발하고, 이를 이용해 고감도·고특이 질병진단 기술 발전에 기여할 것"이라고 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업 바이오나노헬스가드연구 지원으로 수행됐으며, 국제 학술지 '앙게반테 케미' 10월 25일자 온라인판에 실렸다.
[김윤진 기자]