포스텍, 파상풍·식중독균 빠르게 검출하는 형광탐침 개발

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