유전자 정보를 초고속·고정밀 분석할 수 있는 신개념 진단 플랫폼이 국내 개발됐다. 치주질환 원인균 진단에 성공했고, 감염병·암·식중독 등 진단도 기대된다.
한국생명공학연구원(원장 권석윤)은 고경철 국가전임상시험지원센터 박사, 권오석 성균관대 교수 공동 연구팀이 '플라즈모닉 광열 기반 디지털 중합효소 연쇄 반응(PCR)' 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
기존 PCR보다 4배 빠른 속도와 10배 높은 민감도를 구현해 구강 내 치주질환을 일으키는 4종 세균을 동시에 진단했다. 신·변종 감염병, 암, 식중독균 검사에 현장 맞춤형 초고속 유전자 진단 도구로 활용될 전망이다.
현재 사용되는 리얼타임 PCR은 가열·냉각 시 시간이 많이 소요되고 장비가 크며, 비용부담도 크다. 현장 사용이 어려워 조기 진단과 신속 치료가 핵심인 감염병이나 치주 질환, 암 등에 빠르게 대응하기 어려웠다.
이에 연구팀은 빛을 열로 바꾸는 금속 소재(플라즈모닉 소재)를 활용했다. 금 나노필름 위에 올리고페닐렌에틸렌(OPE)이라는 화합물을 덮어, 유전자 증폭 과정 정확성·안정성을 높였다.
연구팀은 이 기술로 치주질환 주요 원인균 4종 유전자를 대상으로 검증실험을 진행해 14분 만에 유전자 증폭을 완료했다. 이후 9분 내에 고해상도 형광 스캔으로 유전자 존재 여부까지 확인했다. 극미량 유전자만으로도 검출 가능하다.
이 기술은 치주질환 진단에만 국한되지 않는다. DNA 기반의 진단이 필요한 병원 감염관리, 식중독 진단, 암 조기진단, 전염병 대응 등 전 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.
권오석 교수는 “이번 기술은 환자 상태를 빠르게 파악하고 조기 치료를 가능하게 해 환자 부담을 줄일 계기가 될 것”이라며 “현장 중심 진단 환경에 실질적 기여를 할 수 있다”고 밝혔다.
고경철 센터장은 “다양한 질환 진단에 활용될 수 있는 플랫폼 기술로, 고품질 빅데이터 생산과 이를 활용한 컴퓨터 시뮬레이션 기반 디지털전임상 플랫폼 신약개발 예측률 향상도 기대할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구결과는 ACS 나노 7월 24일자 온라인 판에 게재됐고, SNB테크에 기술이전돼 사업화될 예정이다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
