포스텍, '15분내 판별' 바이러스 신속진단법 개발

항체 대체 물질 '압타머' 활용…코로나19 적용 연구 착수


[아이뉴스24 최상국 기자] 포스텍 연구팀이 항체 대체물질인 '압타머'를 이용해 15분만에 인플루엔자 바이러스 감염 여부를 판별할 수 있는 신속 진단법을 개발했다고 발표했다.

연구팀은 이 진단법이 신종 바이러스에 모두 활용할 수 있는 기법으로, 코로나19에 대한 진단법 개발에도 착수했다고 밝혔다.

포스텍 생명과학과 장승기 교수, 권준영 박사 그리고 나라얀(Narayan)박사 연구팀은 포스텍 창업기업인 압타머사이언스와 공동으로 ‘분자집게(molecular capture)’의 일종인 압타머(핵산물질)를 이용해 15분 만에 바이러스 감염 여부를 판별할 수 있는 진단법을 개발했다.

Viro-SELEX 법의 모식도. 대체 바이러스와 재조합 단백질을 이용한 positive selection과 다른 단백질과 baculovirus를 이용한 negative selection 과정을 통하여 표적 단백질에만 강하게 결합하는 압타머들을 선별하는 과정. [포스텍]

압타머(Aptamer)는 DNA나 RNA로 이루어진 핵산물질로서 간단한 저분자 화합물에서 단백질 같은 고분자 물질에 이르는 다양한 표적에 대해 높은 특이도와 결합력을 보이는 분자 집게의 일종이다.

핵산인 압타머는 단백질인 항체에 비해 열적 화학적 안정성과 내구성이 뛰어나며, 염기서열만 알면 생체 실험없이 화학적으로 대량 합성할 수 있는 장점 때문에 진단과 치료에 있어서 항체를 대체할 수 있는 물질로 각광받아 왔다.

연구팀이 개발한 진단기법인 ‘바이로-셀렉스(viro-SELEX)’는 90년대에 개발된 전통적인 압타머 개발법인 SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment)를 바이러스 진단용으로 개량한 것이다. 셀렉스는 압타머 후보물질을 표적물질과 결합하고 선별-분리-증폭하는 과정을 수십번 반복하면서 최적의 압타머를 찾아내는 방법이다.

연구팀은 "바이러스의 경우 표적으로 사용되는 외피 단백질이 막단백질이기 때문에 기존의 SELEX 방법으로는 압타머를 발굴하기 어렵다. 따라서 막단백질을 따로 분리 정제하는 대신에, 배큘로 바이러스(baculovirus, 곤충 감염 바이러스)를 재조합해 바이러스의 외피에 표적 단백질을 가지도록 만들고, 이렇게 재조합된 바이러스를 분리 정제하는 방법으로 새 진단법을 개발했다"고 설명했다.

연구팀은 이 방법으로 인플루엔자 바이러스를 판별해 내는 새로운 압타머를 발굴해냈다. 또한, 표적 단백질의 서로 다른 부위에 결합하는 압타머 쌍을 이용해 임신 진단 키트처럼 색깔의 변화만으로 바이러스 감염 여부를 진단할 수 있는 진단 키트를 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 "이 장비를 이용하면 감염 여부를 확인하는 데 15분이면 충분하다"고 밝혔다.

장승기 교수는 “이 방법을 이용하면 코로나19 바이러스의 표피 단백질(spike protein)에 높은 특이도와 결합력을 가진 압타머를 발굴할 수 있으며 이를 통해 신속진단 키트를 곧바로 만들 수 있을 것"이라고 말했다. 또한 "발굴한 압타머들이 코로나 바이러스의 외피 단백질에 결합하면 바이러스가 건강한 세포로 감염되는 것을 막을 수 있는데, 이를 이용하면 치료제로도 사용할 수 있을 전망”이라고 기대했다.

연구팀은 한국화학연구원, 압타머사이언스와 함께 코로나19에 대한 진단법 개발을 시작했다. 압타머사이언스는 장승기 교수를 비롯한 포스텍 압타머 연구진들이 설립한 기업으로 압타머를 이용한 폐암 진단법을 개발한 회사다. 코로나19는 물론 사스, 메르스와 같은 신종 바이러스에 대한 진단 및 치료제를 빠르게 개발할 수 있는 플랫폼 구축을 목표로 하고 있다.

최상국기자 skchoi@inews24.com

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