양성 교수팀, 고감도 탄저균 센서 기술 개발

국제공동연구 통해 펩타이드 이용 검출한계 높여

양성 교수

아주경제 이한선 기자= 국내연구진이 국제공동연구를 통해 고감도 탄저균 센서 기술을 개발했다.

미래창조과학부는 양성 광주과학기술원 의료시스템학과 및 기전공학부 교수 연구팀과 제임스 히스 미국 캘리포니아 공대 교수 연구팀이 탄저균 감염에 대응해 인체가 만드는 단백질을 단시간에 아주 낮은 농도까지 측정할 수 있는 전기화학 기반의 소형센서를 개발했다고 9일 밝혔다.

연구는 향후 탄저균 검출 및 감염에 따른 진단에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구결과는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 등 지원으로 수행돼 나노분야 국제학술지 ACS 나노 온라인판 지난달 24일자에 게재됐다.

탄저균 감염 시 폐렴 같은 호흡기 감염의 증상이 나타나다 시간이 지나면 독소에 의해 사망하게 돼 조기진단이 중요하다.

탄저균 감염시 탄저균에서 발현되는 탄저 방어항원의 농도를 측정하기 위해 결합하는 항체를 사용하는 기존 센서는 단백질인 항체 특성상 온도에 민감하고 감도를 높이는 데 한계가 있었다.

이번 연구는 캘리포니아 공대 연구팀이 개발한 방어항원만을 선택적으로 포착하는 펩타이드를 광주과기원 연구팀이 개발한 금나노입자 표면에 배열해 초고감도 탄저균 센서를 개발했다.

개발 센서는 미 국방부 방위고등연구계획국(DARPA)에서 제시하는 탄저병 진단 값과 비교해 500배 수준의 감도인 2 pM의 낮은 농도의 방어항원도 포착하는 것이 특징이다.

이는 금전극 위에 금나노입자를 도포해 표면적을 6배 정도 넓혀 감도를 높였기 때문이다.

연구진은 이 센서가 복잡한 구조의 항체와 달리 비교적 구조가 단순한 합성 펩타이드를 이용해 온도변화 등에 따른 변성확률이 낮아 현장적용에 유리하다고 설명했다.

양 교수는 “높은 선택성과 안정성을 갖는 펩타이드를 이용한 초고감도 탄저균 방어항원 센서를 개발해 탄저균 감염 여부 판단 센서로서 응용가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.