포스텍, 파상풍·식중독균 빠르게 검출하는 형광탐침 개발

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장영태 포스텍 화학과 교수
<장영태 포스텍 화학과 교수>

포스텍(총장 김도연)은 장영태 화학과 교수와 강남영 박사, 권화영 박사 연구팀이 그람양성균을 빠르고 정확하게 확인할 수 있는 형광탐침(BacGO)을 개발했다고 13일 밝혔다. 폐수 모니터링이나 박테리아 감염 진단 등 여러 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

그람염색법은 박테리아를 분류하는데 주로 사용하는 방법이다. 그람염색법으로 염색했을 때 보라색으로 감염되는 병원균을 그람양성균이라고 하는데 주로 파상풍균이나 폐렴균, 식중독균이 여기에 해당된다.

그람염색법은 크리스탈 바이올렛과 사프라닌 등 염료를 이용해 고정된 시료에만 적용할 수 있고, 여러 단계를 거쳐야하는 번거로움이 있다. 특히 폐수 슬러지에 세균 유무를 확인하는 등 신속한 처리가 필요한 작업에는 활용하기가 어려웠다.

장영태 포스텍 화학과 교수 연구팀이 그람양성균을 빠르고 정확하게 확인할수 있는 형광탐침(BacGO)를 개발했다. 그림은 형광탐침 이미지.
<장영태 포스텍 화학과 교수 연구팀이 그람양성균을 빠르고 정확하게 확인할수 있는 형광탐침(BacGO)를 개발했다. 그림은 형광탐침 이미지.>

연구팀은 그람양성균의 펩티도글라칸층에 있는 다당사슬에 주목했다. 이 사슬과 잘 결합하는 붕산을 이용해 그람양성균을 선별할 수 있는 형광분자를 골라냈고, 이 중에서 그람양성균만을 골라 염색할 수 있는 형광탐침을 개발하는데 성공했다. 이렇게 개발한 형광탐침은 다양한 그람양성균을 모두 골라 낼 수 있다는 것을 확인했다.

또 폐수 슬러지와 각막염에 걸린 생쥐에 적용하는 응용실험도 진행했다. 그 결과 환경 박테리아가 모여 있는 폐수 슬러지에서는 폐수처리과정에서 박테리아 비율을 모니터링 할 수 있다는 사실도 확인했다. 특히 각막염에 걸린 생쥐를 통해 정확하게 박테리아 감염여부를 진단할 수 있어 감염진단에도 활용할 수 있는 가능성을 높였다.

장영태 교수는 “그동안 활용돼온 그람염색법과 달리 이번에 개발한 형광탐침을 이용하면 최소한의 염색과정으로 다양한 그람양성균을 살아있는 상태로 탐지할 수 있다”고 말했다.

기초과학연구원(IBS) 지원을 받아 수행한 이번 연구 성과는 최근 화학분야 최고 권위지 가운데 하나인 '안게반테 케미지'에 소개됐다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com