암과 각종 전염병을 진단하는 데도 응용 가능 콧속 면봉이나 혈액 샘플에서 나온 코로나19 항체와 혼합해 수분 안에 빛이 나는 단백질 기반 바이오센서가 개발됐다.
미국 워싱턴의과대학(UW Medicine) 생화학 교수인 데이비드 베이커(David Baker) 단백질디자인연구소 소장이 이끄는 국제 연구팀은 유전자 증폭 없이 환자 샘플에서 코로나 바이러스를 직접 검출하기 위해 컴퓨터를 이용해 새로운 바이오센서를 설계했다.
이 단백질 기반 바이오센서는 바이러스의 표면에 있는 특정 분자를 인식해 결합한 다음 생화학 반응을 통해 빛을 방출한다. 이러한 기술은 앞으로 코로나19뿐만 아니라 광범위한 바이러스 검사를 가능케 할 것으로 보인다.
연구 결과(논문명: De novo design of modular and tunable protein biosensors)는 국제 학술지 네이처에 1월 27일(현지시각) 사전 출판됐다.
현재는 코로나19 바이러스 진단을 위해 역전사중합효소연쇄반응(RT-PCR)이라 불리는 기술을 사용한다. 이 기술은 바이러스 유전 물질을 증폭시켜 확인한다. 따라서 전문 인력과 복잡한 실험용품과 장비가 필요하다. 시간 또한 빨라야 2시간 정도 걸린다. 이런 이유로 현재 세계적으로 코로나19 검사가 빠르게 진행되지 못하는 실정이다.
연구팀이 개발한 바이오센서는 코로나 19 항체에만 빛을 방출한다. 비강액이나 기증된 혈청에서 바이러스 단백질이나 항체를 쉽게 발견할 수 있다.
이 기술은 분자 장치를 처음부터 새로 만드는 데노보 단백질(de novo protein) 설계하는 데 있어 매우 유용하다. 앞으로 암과 각종 전염병을 진단하는 데도 이 기술을 응용할 수 있다.
연구팀은 코로나19뿐 아니라 Her2(일부 유방암 바이오마커 및 치료 표적) 및 Bcl-2(B세포 림프종2와 기타 암에서 임상적으로 유의미한), B형 간염 바이러스를 표적으로 하는 세균성 독소 및 항체 등 단백질을 검출할 수 있는 바이오센서를 설계할 수 있음을 실험을 통해 보여줬다.
이번 연구엔 한국 KAIST 생명과학연구소 오병하 교수와 이한솔 연구원, 강원대학 의생명과학대 시스템면역학과 홍효정 교수와 위지민 연구원이 참여하고, BK21 PLUS 프로그램, LG연암재단이 지원했다.
김들풀 IT과학 전문기자 itnews@kpinews.kr
[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]
