작성일 : 18-06-08 18:15
이태걸 표준연 박사 연구팀, 염기서열 한개 차이까지 '민감miRNA 센서' 암 조기발견, LSPR 기반 고감도 miRNA 센서 개발
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염기서열 한개 차이까지 '민감miRNA 센서' 암 조기발견

이태걸 표준연 박사 연구팀, LSPR 기반 고감도 miRNA 센서 개발


길애경 기자 kilpaper@hellodd.com

입력 : 2018.06.07|수정 : 2018.06.07

이태걸 표준연 박사 연구팀이 miRNA 센서 개발을 위해 논의하고 있다.<사진=한국표준과학연구원 >

이태걸 표준연 박사 연구팀이 miRNA 센서 개발을 위해 논의하고 있다.<사진=한국표준과학연구원>


국내 연구진이 마이크로 RNA(miRNA)의 염기서열 중 단 한곳만 달라도 구분이 가능한 센서를 개발, 질병을 조기에 진단할 수 있을 것으로 기대된다.

한국표준과학연구원(원장 박상열)은 이태걸 나노바이오측정센터 연구팀이 간단한 효소 반응을 이용, 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 기반 고감도 miRNA 센서를 개발하는데 성공했다고 7일 밝혔다.

miRNA는 인간 세포에 2600개 이상 존재하며 22개의 염기서열로 이뤄진 작은 RNA. 이는 유전정보를 갖고 있지 않지만 RNA에 결합해 단백질 생성을 제어한다는 점에서 많은 생명 현상과 밀접한 관계를 갖는다.

실제 암 환자의 경우 체내에 종양 억제 유전자와 결합하는 miRNA를 과다하게 갖고 있다. miRNA가 암세포의 성장을 막아주는 이로운 단백질 생성을 방해하기 때문이다. 따라서 체내에 특정 miRNA가 얼마나 있는지 검출하면 질병의 조기 발견이 가능하다. 또 약물 투여 전과 후의 miRNA양을 추적하면 치료 효과를 분석할 수 있다.

miRNA는 염기서열 중 한 부분만 순서가 바뀌어도 완전히 기능이 바뀌기 때문에 서열 한개 차이까지 구별하는 정량적인 분석이 필수다.

기존에는 miRNA를 분석하기 위해 널리 보급된 중합효소 연쇄 반응(PCR) 기술을 이용했다. 하지만 PCR은 유전자를 증폭시키고 별도의 라벨링이 필요해 원래 상태보다 많은 변형이 이뤄져 정확한 분석에 어려움이 있었던 게 사실이다.

이태걸 책임연구원팀은 유전자의 증축이나 라벨링이 필요없는 LSPR 기술을 도입, 고감도 miRNA 센서를 개발했다. 연구팀은 기존 LSPR 기술의 문제였던 미약한 파장 변화를 극복하기 위해 센서의 금 나노구조체 표면에서 선택적인 효소반응이 일어나도록 유도했다. 그 결과 기존보다 수십 배 이상의 파장 변화가 발생해 재현성 있는 고감도의 신호변화를 얻게 됐다.

연구팀이 개발한 센서는 22개의 염기서열 중 한 개 차이까지 구별할 수 있을 정도로 정확해 암 진단과 항암제 효능 평가 등에 적극 활용될 것으로 전망된다.

이태걸 책임연구원은 "이번에 개발한 고감도 miRNA 센서는 효율성과 재현성이 높아 의료현장에서 다양한 분석 플랫폼에 적용할 수 있다"며 "기존 기술 대비 제작비용이 절반 수준으로 저렴하고 대면적으로 제작할 수 있어 상용화에도 유리하다"고 설명했다.


한편 연구는 과학기술정보통신부 바이오의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 결과는 '바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스'에 지난달 1일 게재됐다.

◆용어설명
LSPR: 국소 표면 플라즈마 공명, 금속 나노입자나 나노구조체가 특정 파장의 빛과 상호 작용할 때 생성되는 광학 현상.

개발한 고감도 miRNA 센서의 원리를 보여주는 조감도.<사진=한국표준과학연구원 >
개발한 고감도 miRNA 센서의 원리를 보여주는 조감도.<사진=한국표준과학연구원>