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의료 침습적 방법 없이 유전자 채취해 정확히 검출한다
메디컬투데이 조용진 기자
입력일 : 2018-12-24 07:04:23
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서울대 전기정보공학부 김성재 교수 연구팀 등, 유전자가위 기술 이용 진단기술 개발 성공
[메디컬투데이 조용진 기자]

국내 연구팀이 신체에서 직접 시료를 채취하지 않고도 목표한 유전자를 정확히 검출해낼 수 있는 새로운 유전자 진단법 개발에 성공했다.


21일 서울대학교에 따르면 전기정보공학부 김성재 교수와 최지혜·정의환 연구원, 기초과학연구원 김진수 유전체교정단장, 제주대학교 생명화학공학부 이효민 교수팀은 ‘유전자가위’와 나노 크기의 미세유체역학 기술을 결합해, 저렴하면서도 빠른 비침습적 유전자 진단기술을 개발하는 데 성공했다.

현재 유전자 진단 기술에는 중합효소연쇄반응(PCR)이라는 화학, 생명과학 기술을 이용한다. PCR로 유전자를 복제해 증폭한 뒤 검출한다. 이 방법은 성공적이지만 복제 과정에서 오류가 발생할 수 있다는 점과 고비용이라는 점이 단점으로 제기돼 왔다.

연구팀은 전혀 새로운 방법으로 목표로 하는 유전자를 분류하는 기술을 연구했다. 먼저 유전자교정에 가장 널리 쓰이는 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)에서 DNA를 자르는 기능을 없앤 크리스퍼 디(d)캐스9’을 만들었다.

크리스퍼 유전자 가위는 최근 각광 받는 유전자 교정 기술로, 30억 쌍에 이르는 긴 염기서열로 이뤄진 전체 DNA에서 목표로 하는 DNA를 정확하게 찾아 자를 수 있다. 여기에서 자르는 기능만 없앤 크리스퍼 디캐스9은 목표 유전자와 결합해 복합체를 형성한다.

연구팀은 이어 미세한 통로에 유체를 통과시키는 '미세유체 채널'을 만들었다. 이 채널에 나노다공성막으로 제조된 필터를 넣고 유체와 전기를 통과시키면, 필터 안 일부 공간에 이온이 몰리면서 전기장이 생성된다. 이는 유체 안에 섞인 물질을 표면의 전기적 성질에 따라 각기 다른 힘으로 밀어낸다.


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김 교수팀은 이 힘을 정교하게 계산해 수식화하는 데 성공했다. 이를 통해 백혈구 표면의 단백질을 만드는 유전자인 CCR5 유전자를 검출하는 실험을 진행했고, 실제 검증도 완료했다.

연구팀은 이 기술이 현장에서 급히 유전자 검사를 해야 하는 진단기술 등에 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 김 교수는 “이 기술을 활용해 혈액암을 진단하는 새로운 플랫폼을 개발하고 있다”며 “비침습적 개인 맞춤의학진단 기술 발전에도 도움이 되면 좋겠다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 15일자에 발표됐다.  
메디컬투데이 조용진 기자(jyjthefake@mdtoday.co.kr)
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