화학공학/고분자공학 엄숭호 교수 연구팀, 새로운 핵산 구조체 디자인 제작을 위한 뜨개질 기법 개발
- 공과대학
- 조회수3095
- 2016-01-08
DNA를 뜨개질한다… ‘새로운 핵산 구조체 디자인 제작을 위한 뜨개질 기법을 개발’
성균관대 엄숭호 교수 연구팀
12월 4 일 ‘Scientific Reports’지 논문 게재
최근에 나노공학의 발전과 함께, 유전물질로만 인식되어온 핵산은 선, 그물, 박스, 심지어 다양한 이모티콘 모형 등으로 제작될 수 있다. 대표적인 천연 핵산 모형인 선형과 원형에서 벗어나 점차 갖가지 모양으로 발전되고 있다. 또한 이러한 핵산 모형이 생체 내·외에서 특정 조건의 변화에 따라 약물을 방출하는 지능형 전달체, 암유전자(Oncogene) 혹은 질병유전자와 각각 결합하여 특정 신호를 외부에서 모니터링 할 수 있는 진단구조체 등으로 발전되고 있다. 이에 따라 제작을 위한 방법도 제각기 제안되고 있으나 대표적으로 두 가지로 나누어질 수 있다. 첫째, 미리 모형을 예측할 수 있도록 디자인하여 긴 사슬 핵산을 작은 핵산스테이플(DNA staple)들로 붙잡아 제작하거나 둘째, 작은 구조 핵산단위체(DNA block)들을 이어서 원하는 핵산 모형을 제작하는 것이다. 전자의 방법을 사용하여 제작되는 것이 한때 유행이었으나 제작된 모형물의 낮은 생산력과 심각한 불안정성 등으로 상당히 사용이 제한되어 있다. 상대적으로 후자는 기술발전이 도외시 되어왔다. 이번 연구는 이 기법의 장점을 극대화하여 단위 핵산체를 뜨개질하듯이 엮어서 원하는 핵산모형의 제작 방법을 일반화하는데 큰 기여를 할 수 있다.
성균관대학교 연구팀이 새로운 핵산 구조체를 디자인 제작하기 위한 뜨개질 기법을 개발하여 주목 받고 있다. 이 기법은 간단히 원하는 핵산모형을 쉽고 정확하게 제작할 수 있어 놀라움을 주고 있다. 본 뜨개질 기법은 핵산 구조체를 수~nm의 크기까지 정밀하게 조절하여 합성할 수 있어, 크기에 따라 구조체가 주변 환경과 상호 반응하는 성질을 선택적으로 조절 가능할 것으로 예상된다.
성균관대 화학공학부 엄숭호 교수와 석사과정 송인현 연구원은 핵산 단위체들을 이어서 원하는 새로운 핵산모형을 제작할 수 있는 뜨개질 기법을 발전시켰다. 또한, 연구모델인 가지형 핵산 생체 고분자 물질에 형광물질을 쉽게 담지 시켜 표적 유전자 그룹과 만났을 때 공명에너지 이전현상(fluorescence resonance transfer, FRET)으로 대상 유전자를 검출하는 하게 되었다고 이번 달 4일 밝혔다.
엄 교수와 제 1저자인 송인현 연구원은 “본 연구는 마치 핵산을 실로, 효소를 바늘로 사용하여 뜨개질하는 새로운 핵산구조체 합성 방법이다. 핵산·효소 작용관련 기초과학 연구로의 발전 가능성과 더불어, 새로운 핵산 구조체를 뜨개질하여 응용과학 연구재료로의 사용 가능성이 기대된다. 또한, 로봇, 나노, 의료, 바이오 등과 융합 연구를 통해 생체적합 기능성 나노 로봇 기술로 응용되어 혈관 내 질병 검출 및 세포단위의 질병 진단 등 현대 다양한 질환 극복을 위한 의약학 플랫폼 제작에도 적용할 수 있다”고 말했다.
이번 연구결과는 다학문적 과학 (Multidisciplinary Science) 분야 최고권위지인 Nature의 자매지 ‘Scientific Reports’에 12월 4일자 온라인판에 실렸다.