다가 단백질 광학 센서 개발…초고감도 유전자 검출

다가 단백질 광학 센서 개발…초고감도 유전자 검출
생명연 "나노바이오 융합기술 기반 정밀 질병 진단 활용"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국생명공학연구원은 이중가닥 유전자에만 선택적으로 결합하는 '다가(Multivalent) 형태 단백질' 광학 센서를 개발했다고 14일 밝혔다.
다가 형태의 단백질은 같은 단백질 여러 개가 연결된 다중 형태의 단백질 구조체다.
생명연 강태준 위해요소감지BNT연구단 박사와 정용원·김봉수 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수 공동 연구팀은 단백질 공학 과정을 통해 이중가닥 유전자와 결합하는 다가 형태 단백질을 최초로 합성했다.
실제 이 단백질은 이중가닥 유전자에 대해 매우 높은 결합력을 가지는 것을 확인했다.
그러나 동시에 단일 가닥 유전자에 대한 결합력도 늘어나 유전자 검출에 문제점을 보이는 현상이 있었다.
연구팀은 다가 형태 단백질 표면 전하를 조절해 표적 유전자에 대해서는 결합하고 비표적 유전자에 대해서는 거의 완벽하게 결합하지 않는 최적의 모델을 구현해다.
최적화한 다가 형태 단백질을 금 나노선 광학 센서에 적용해 아토몰라(1ℓ 용매에 6.02×105개의 유전자만이 존재하는 극히 낮은 농도) 수준 유전자 검출에 성공했다.



강태준 생명연 박사는 "다가 상호작용을 이용해 이중가닥 유전자에 강한 결합력을 가지는 신규 단백질 프로브를 개발한 것"이라며 "고감도·고특이 질병 진단기술 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.
연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업 바이오나노헬스가드연구 지원으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 화학 분야 국제 학술지 '앙게반테 케미'(Angewandte Chemie International Edition, IF=11.994) 10월 25일 자 온라인판에 실렸다.
제1저자는 KAIST 이정민 연구조교수와 황아름 박사과정이다.
walden@yna.co.kr
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