15분 안에 전염병 진단할 수 있는 신속 진단법 개발
15분 안에 전염병 진단할 수 있는 신속 진단법 개발
  • 손주현 기자
  • 승인 2020.07.06 22:15
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우리대학 △장승기(생명) 교수 △권준영(생명) 박사 △나라얀(Narayan)(생명) 박사 연구팀이 15분 만에 인플루엔자 바이러스 감염 여부를 판별할 수 있는 진단법을 개발했다. 해당 기술은 코로나19 뿐만 아니라, 신종 인플루엔자 바이러스 검진에도 적용 가능하며 바이러스 치료에도 활용할 수 있어 기대를 모으고 있다.
지난 2016년부터, 연구팀은 (주)압타머사이언스와 함께 압타머(Aptamer)에 대한 연구를 진행하고 있었다. 압타머란 3차원적 형태의 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 단일 가닥 올리고 핵산(Oligonucleic Acid)으로, 항체와 유사한 기능을 가져서 ‘Chemical Antibody’로도 불린다. 압타머는 화학적 합성법으로 발굴할 수 있고 안정성도 우수하며, 제조 가격도 저렴하다. 특히나, 간단한 저분자 화합물부터 단백질과 같은 고분자 화합물까지 다양한 표적 단백질에 대해 높은 특이도와 결합력을 가지기에 분자 집게로 사용된다. 
기존에 압타머를 발굴하기 위해서 사용된 방법은 SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) 방법이었다. 하지만 코로나19와 같은 바이러스의 경우 표적 단백질로 사용되는 외피 단백질이 바이러스의 막단백질이기 때문에 SELEX 방법으로는 압타머 발굴이 어려웠다.
연구팀은 막단백질을 분리해 정제하는 대신, 표적 단백질의 실제 환경과 유사한 환경을 대리 바이러스 표면에 구현해 효과적으로 압타머를 발굴할 수 있는 방법인 Viro-SELEX를 개발했다. 이 방법을 기반으로 연구팀은 인플루엔자 바이러스의 외피 단백질에 작용하는 새로운 압타머를 발굴했으며 표적 단백질의 서로 다른 부위에 결합하는 압타머 쌍을 이용해 색의 변화만으로 바이러스 감염 여부를 진단할 수 있는 키트를 개발해냈다.
바이러스 진단 검사법에는 크게 △분자진단법 △항원·항체법 △세포배양법이 있다. 현재 우리나라에서 코로나19 진단을 위해 사용하는 검사법은 분자진단법에 해당하는 실시간 RT-PCR 방법이다. 실시간 RT-PCR은 목과 코 안쪽에서 채취한 검체를 진단 키트와 장비를 통해 증폭시켜 감염 여부를 확인하는 방식이다. 민감도가 높지만, 검체를 분석하는 시간이 길고 비용도 상당히 많이 든다. 항원·항체법은 빠른 진단은 가능하나 민감도가 떨어지고, 세포배양법은 너무 오랜 시간이 걸리며 대용량 검사가 불가능하다. 이와 달리, 연구팀이 개발한 Viro-SELEX 방법이 적용된 신속 진단 키트를 도입하면 높은 민감도와 특이도로 오직 15분이라는 짧은 기간 이내에 인플루엔자 바이러스의 감염 여부를 판별할 수 있다.
장승기 교수는 “새로 개발한 Viro-SELEX 방법을 이용하면, 코로나바이러스의 표피 단백질에 높은 특이도와 결합력을 가진 압타머를 발굴할 수 있다”라며 “해당 압타머들을 이용해 신속 진단 키트를 곧바로 만들 수 있으며, 발굴한 압타머들이 코로나바이러스의 외피 단백질에 결합하면 바이러스가 건강한 세포로 감염되는 것을 막을 수 있는데, 이를 활용해 치료제로도 사용할 수 있을 전망”이라며 기대감을 드러냈다.
한편, 연구팀의 연구 성과는 관련 분야의 저명한 학술지인 Journal of Biomedical Nanotechnology와 영국왕립화학회지인 Analyst에 게재됐다. 또한, 연구팀은 코로나바이러스를 배양할 수 있는 시설을 갖춘 한국화학연구소와 세계 최초로 국가 공인된 압타머를 이용해 폐암 진단법을 개발한 (주)압타머사이언스와 공동으로 코로나19에 대한 진단법 개발을 시작했다. 이들은 코로나19는 물론, 중증급성호흡기증후군(SARS), 중동호흡기증후군(MERS)과 같은 신종 바이러스에 대한 진단 및 치료제를 빠르게 개발할 수 있는 플랫폼 구축을 목표로 하고 있다.


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