생명연구원, 새 감염병 진단기술 개발…PCR·항원항체 검사 보완

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 기존 PCR 검사와 항원 항체 검사의 단점을 보완할 수 있는 새로운 감염병 진단기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 임은경·대사제어연구센터 김명희 박사 공동 연구팀이 병원균의 체내 침투 때 감염통로로 이용하는 단백질(Angiotensin-converting enzyme 2·이하 ACE2)을 활용해 바이러스를 간편하게 검출하는 센서를 개발했다고 3일 밝혔다.

현재 감염병 진단은 PCR(polymerase chain reaction·중합효소 연쇄 반응)을 통한 분자진단법을 표준으로 하고 있지만 많은 시간과 고가의 장비가 필요하다.

보완책으로 항원항체반응을 이용한 진단검사가 이용되고 있으나 정확성이 높지 않아 ACE2 수용체를 검출 매개체로 하는 방법이 간편하면서 신뢰성 높은 진단기술로 뜨고 있다.

코로나19는 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질이 우리 몸의 ACE2 수용체를 통해 침투해 감염된다.

이번에 생명연 공동연구팀은 ACE2를 모방한 화합물(peptide)을 만들고 이 물질이 감염병 바이러스와 결합하면 형광 현상이 나타나는 진단센서를 개발했다.

센서는 형광 공명에너지 전이 현상(FRET)을 적용한 ACE2 모방 나노 프로브가 바이러스에 반응하면 형광 정도가 증가하도록 설계돼 있어 일반 형광측정기를 통해 감염여부를 확인할 수 있다.

연구팀은 "ACE2 모방 펩타이트가 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질에 반응해 나노 프로브가 풀어지면 형광체와 소광체의 거리가 멀어져 형광 공명에너지 전달 현상이 일어나지 않아 형광 정도가 증가하는 형태로 검출이 가능한 원리"라고 설명했다.

연구팀이 코로나 바이러스를 대상으로 한 테스트에서 50분 경과 시부터 진단에 성공했으며 3시간 지난 후엔 PCR 수준의 진단이 가능했다.

임상 시료를 이용한 검증이 완료돼 이른 시일 내 실용화가 가능할 것으로 예상된다.

연구결과는 화학공학 분야의 국제 저널인 'Chemical engineering journal(IF 13.273)' 온라인판에 3월 31일 게재됐다.(논문명:FRET-based hACE2 receptor mimic peptide conjugated nanoprobe for simple detection of SARS-CoV-2 / 교신저자:임은경·김명희 박사/제1저자:박병훈 박사)
            
연구책임자인 임은경 박사는 "현재 바이러스 감염환자를 선별할 때 사용하는 PCR 검사와 항원 항체 검사의 단점을 보완, 간단한 방법으로 정확성 높은 형광 검출이 가능해 졌다"며 "이번 연구는 코로나19 바이러스와 반응하는 수용체를 사용했지만 이를 응용하면 다른 감염병 진단과 치료제 개발에도 적용이 가능하다"고 말했다.


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