미세 탐침을 이용해 안정적 유기물 패턴에 따라 변성되기 쉬운 단백질을 용이한 패턴으로 만드는 기법이 개발됐다. 질병 진단이나 생화학물질 검출 등에 쓰이는 단백질칩 기판의 제조 공정단가를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
장재원 부경대 물리학과 교수가 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자 지원사업 등의 지원으로 수행한 이번 연구는 미국 나노잉크사 연구진과 공동 연구로 수행됐다. 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스트 펑셔널 머티리얼스지 12월 17일자 속표지로도 선정됐다.
유리 기판에 단백질을 직접 패터닝하는 기존 방식은 시간이 경과하면 수분증발로 발생하는 단백질 변성으로 바이오칩 유효기간이 1주 또는 2주에 불과하다. 또 패터닝을 위한 마이크로 어레이 장비 등이 필요해 제작 과정이 복잡했다.
하지만 연구팀은 나노탐침을 이용해 단백질과 결합할 수 있는 알데하이드-실레인을 유리기판 위에 원하는 패턴으로 미리 만들어 뒀다가 이 기판을 단백질 용액에 노출시키는 간접 방식으로 유리기판 위에 단백질을 패터닝하는 기술 개발에 성공했다.
이미 만들어져 있는 알데하이드-실레인 패턴을 따라 필요할 때마다 단백질을 부착시키면 바로 단백질 패턴을 만드는 사례에 비해 단백질이 변성 등에 노출되는 시간이 줄어 기판을 오래 보존할 수 있어 사용자 편의성이 높다.
연구팀은 알데하이드-실레인이 패턴된 유리기판을 1년간 보관한 후에도 이 패턴을 따라 세포막결합 단백질인 피브로넥틴이 결합해 단백질 패터닝이 가능함을 실제로 확인했다. 하루 보관한 기판에 비해 오래 보관해도 단백질 부착능력이 80% 가까이 유지돼 보다 손쉬운 단백질칩 제조공정이 가능할 것으로 기대됐다.
장 교수는 “세포 표면단백질과 결합하는 단백질을 패터닝하면 이 패턴을 따라 같은 원리로 단일세포를 패터닝할 수 있어 세포의 분화연구나 신호전달연구 등에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.
류경동기자 ninano@etnews.com
