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KAIST, 다양한 바이러스 감염병 쉽고 빠르게 찾는 '만능 진단기술' 개발

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  • 대전=허재구 기자
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  • 2020.05.28 11:31
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공항·학교 등 공공장소 효과적 방역 대책 마련 도움 기대

긴 dsRNA 검출을 위한 항체 고정 기판 제작을 위한 모식도. (a) 고정화된 dsRNA 항체는 짧은 dsRNA 및 ssRNA는 포집하지 않고 긴 길이의 dsRNA만을 선택적으로 포집할 수 있다. (b) 표면 고정화 및 dsRNA 포집에 활용된 J2 dsRNA 항체를 다시 이용해 포집된 긴 dsRNA에 다른 지역에 형광물질이 부착된 J2 항체를 이용,  검출 민감도를 향상시킬 수 있다./사진제공=KAIST
긴 dsRNA 검출을 위한 항체 고정 기판 제작을 위한 모식도. (a) 고정화된 dsRNA 항체는 짧은 dsRNA 및 ssRNA는 포집하지 않고 긴 길이의 dsRNA만을 선택적으로 포집할 수 있다. (b) 표면 고정화 및 dsRNA 포집에 활용된 J2 dsRNA 항체를 다시 이용해 포집된 긴 dsRNA에 다른 지역에 형광물질이 부착된 J2 항체를 이용, 검출 민감도를 향상시킬 수 있다./사진제공=KAIST
국내 연구진이 감염된 세포의 용해액만으로도 바이러스의 존재 여부를 핵산 증폭 없이 판독 가능한 신기술을 개발했다.

바이러스의 특이적으로 존재한다고 알려진 '이중나선 RNA(이하 dsRNA)' 검출을 기반으로 하고 있는 이 기술이 실용화되면 현재의 유전자 증폭(PCR) 검사와는 달리 시료 준비나 핵산 증폭, RNA 핵산 서열 정보가 필요 없어 각종 바이러스 감염병이나 신·변종 바이러스를 쉽고 빠르게 진단하는 기술이나 키트(Kit) 등을 개발하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

카이스트(KAIST) 생명화학공학과 리섕·김유식 교수 공동연구팀은 바이러스의 특징을 이용해 다양한 종류의 바이러스를 검출할 수 있는 만능 진단기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

공동연구팀은 인간 면역체계의 원리에 착안, 바이러스의 특징인 길이가 긴 dsRNA를 검출할 수 있는 기판 제작을 통해 다양한 종류의 바이러스를 핵산 서열 정보 없이 검출할 수 있도록 했다.

실리카 기판 표면에는 펜타 플루오르 페닐 아크릴레이트(PPFPA) 반응성 고분자를 코팅해 높은 효율로 빠르고 간편하게 dsRNA를 인지하는 항체를 고정했다.

이렇게 개발된 기판에서 면역반응을 일으키는 76bp(base pair, 염기 쌍 개수를 의미하는 길이 단위) 이상의 긴 길이를 가지는 dsRNA를 검출할 수 있었다.

또 감염 되지 않은 세포에서 발견되는 단일 가닥 RNA와 함께 19bp의 짧은 dsRNA는 전혀 검출되지 않아 바이러스 감염 진단용으로 활용 가능성을 확인했다.

연구팀은 이어 바이러스 dsRNA의 긴 길이를 활용한 2단계 검출 방법을 찾기 위해 많은 도전 끝에 특이도 및 민감도가 향상된 바이러스 dsRNA 검출기술을 개발하는 데도 성공했다.

이와 함께 시료 준비과정도 대폭 간편화시켜 세포에서 RNA를 분리하거나 정제 작업 없이 감염된 세포의 용해액만을 이용해 바이러스 dsRNA를 검출할 수 있는 기술을 개발했다.

이 기술을 A형과 C형 간염 바이러스에 감염된 세포에 적용한 결과 바이러스 dsRNA의 존재 여부를 핵산 증폭 없이 판독하는 데도 성공했다.

리생 교수는 "이번 연구에서는 A형 간염과 C형 간염 dsRNA만을 검출했지만, 바이러스 dsRNA는 다양한 종류의 바이러스에서 발견된다" 면서 "이번에 개발한 dsRNA 검출기술은 다양한 바이러스에 적용 가능해 만능 감염병 진단기술로 발전될 수 있고, 특히 공항·학교 등 공공장소에서도 쉽고 빠르게 감염병을 검출할 수 있어 효과적인 방역대책을 마련하는데 유용할 것" 이라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 국제 학술지 '바이오마크로몰레큘스'의 4월9일자 온라인 판에 게재됐다.



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