KAIST, 커피링 등온 유전자 검출법 개발
기존 키트 1000분의 1 이하 농도도 판독

한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)이 '커피링 효과'에 착안해 감염성 병원균을 육안으로 신속·정확하게 검출하는 기술을 개발했다. 의료시설 접근이 어려운 환경에서 분자진단(RT_PCR) 장비 대안으로 활용 가능할 것으로 기대를 모은다. 코로나19에 적용하는 연구도 진행 중이다.

KAIST는 정현정 생명과학과 교수팀이 '커피링 등온 유전자 검출법(i-CoRi)' 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.

커피링 효과는 사물 표면에 떨어진 커피 방울이 증발하면서 특정한 특정 모양을 남기는 효과다. 커피의 경우 자국 가장자리가 진하게 물든다. 연구팀은 이 효과에서 아이디어를 얻어 기술에 적용했다.

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<커피링 등온유전자 검출법의 모식도 및 항생제 내성 병원균 분석 결과.>

표적 유전자 물질과 상호작용하는 미세입자를 활용, 커피링과 같은 패턴이 발생하는지 여부를 관찰하는 방식이다. 미세입자와 유전자 물질 시료를 용액화 해 기판 표면에 놓고 증발시키는데, 실제 표적 유전자 물질이 존재할 경우 미세입자가 달라붙게 된다. 이때는 링 패턴이 나타나지 않는다. 표적 물질과 미세입자가 결합하지 않으면 패턴이 발생한다.

연구팀은 '회전 환 증폭' 기반 등온 증폭기술을 융합해 이런 효과를 극대화 했다. 회전 환 증폭은 DNA를 회전시켜 똑같은 염기서열을 반복적으로 대량 생산하는 기법이다.

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<정현정 교수(사진 맨 오른쪽)와 연구팀>

연구팀은 10밀리리터(㎖)에 분자 6개가 존재할 정도로 농도가 낮은 수준에서도 표적 물질을 육안 검출할 수 있다고 설명했다. 기존 현장 진단키트 1000분의 1 이하 농도에서 기능한다. 스마트폰을 비롯한 모바일 장치로도 기록과 판독이 가능하다. 유전자상 두 개 염기 차이를 구별할 수 있고, 별도 분석 장비 없이 30분 내 항생제 내성유전자 검출도 가능하다.

이미 진단키트 활용을 위한 준비도 진행하고 있다. 미세입자 패턴을 판독하는 알고리즘을 정립했다.

정현정 교수는 “연구팀이 개발한 커피링 등온 유전자 검출법은 진료소나 클리닉 등에서 병상 분석을 위해서 유용하게 적용될 수 있다”며 “현재 코로나19를 진단하는 데 적용하기 위한 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com