구만복 교수팀, 항생제와 결합하는 핵산 센서 개발

구만복 교수

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 항생제와 결합하는 핵산 센서를 개발했다.
 
미래창조과학부는 구만복 고려대학교 생명과학대학 교수 연구팀이 염기서열 8개로 구성된 핵산 앱타머를 개발했다고 27일 밝혔다.
 
앱타머는 특정 타겟물질에 대해 높은 특이성과 친화도를 가지는 단일가닥 핵산을 말한다.
 
이번 연구는 다양한 표적물질을 인식하도록 개발된 차세대 분자인식물질로 주목받는 DNA 앱타머의 길이는 줄이고 표적과의 결합력은 높여 축산가공품이나 물 등에 잔류할 수 있는 테트라사이클린 계열 항생제를 검출할 수 있는 센서 등 다양한 바이오센서 개발에 기여할 것으로 기대된다.
 
이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행돼 생명화학분야 국제학술지 케미컬 커뮤니케이션즈지 26일 온라인판에 게재돼 향후 표지논문으로 최종 출판될 예정이다.
 
앱타머는 기존 항체 등의 분자인식 물질보다 열안정성이 우수하고 생체외 합성이 가능하다는 점에서 주목받고 있으나 통상 염기서열 70개 이상으로 구성된 DNA 앱타머의 길이 때문에 표적물질에 대한 민감도가 떨어지고 생산단가가 높아진다는 한계가 있었다.
 
연구팀은 결합에 불필요한 서열을 제거하고 결합 성능을 극대화할 수 있는 최적의 서열을 도출해 테트라사이클린 계열 항생제를 특이적으로 인식하는 염기서열 8개의 가장 작은 앱타머를 개발했다.
 
길이는 10배 가까이 줄여 향후 약물개발, 약물전달시스템, 바이오센서, 정제시스템 등에 쓰이는 분자인식물질로 개발될 경우 비용절감과 성능향상에 기여할 것으로 기대된다.
 
연구팀은 옥시테트라사이클린에만 결합하는 염기서열 76개로 구성된 앱타머 5종의 염기서열을 분석해 공통적으로 발견되는 서열을 추출하고 불필요한 서열을 제거해 앱타머의 길이를 최소화했다.
 
앱타머와 표적항생제가 결합하면 금나노입자가 뭉치면서 원래의 빨간색이 보라색으로 바뀌는 것을 통해 이같은 특이적인 결합을 확인했다.
 
개발된 앱타머와 표적물질과의 결합을 신호로 바꿔 줄 수 있는 적절한 플랫폼을 개발하는 것이 향후 과제다.

구 교수는 “염기서열 76개로 구성된 앱타머 서열 중 실제 결합에 관여하는 핵심서열을 찾아 앱타머 바이오센서의 민감도를 높인 것”이라고 밝혔다.