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KAIST '커피링 효과' 감염성 병원균 신속 진단키트 개발

"코로나19 진단 적용 추가 연구 중"
커피링 등온 유전자 검출법의 모식도 및 항생제 내성 병원균 분석 결과.<사진=KAIST 제공>커피링 등온 유전자 검출법의 모식도 및 항생제 내성 병원균 분석 결과.<사진=KAIST 제공>
국내 연구진이 감염성 병원균을 현장에서 육안으로 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 기술을 개발했다. 코로나19 진단에 적용하기 위한 추가연구도 진행 중이다. 

KAIST(총장 신성철)는 정현정 생명과학과 교수팀이 '커피링 등온 유전자 검출법' 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. '커피링 효과'란 사물 표면에 떨어진 커피 방울이 증발하면서 특징적인 링(ring) 모양이 생기는 효과다. 연구팀은 이 효과에서 아이디어를 얻어 상온에서 육안으로 병원균 유전자를 선택적으로 감별 및 고감도 검출이 가능한 기술을 개발했다. 

정 교수팀에 따르면 콜로이드 용액이 기판 표면에서 증발할 때, 표면장력과 모세관 운동에 따라 미세입자들이 이를 포함하는 용액 방울 주변으로 이동해 특징적인 링 패턴을 형성한다. 연구팀은 표적 유전자 물질이 존재할 경우 미세입자와 유전자 물질의 선택적 인식에 의한 입자-핵산 물질 간 상호 응축을 유도해 링 패턴을 억제함으로써 병원균을 감별하는데 성공했다.

연구팀은 또 커피링 현상에 회전 환 증폭(rolling circle amplification) 기반의 등온 증폭기술을 융합했다. 융합과정에서 생성된 긴 단일 가닥의 표적 DNA 물질이 미세입자(직경 0.1~10 마이크로미터 가량) 크기로 응축되도록 효과를 극대화했다. 연구팀은 이밖에 젭토(10-21을 뜻하는 접두어) 몰 농도 이하의 범위에서도 병원균 표적 물질을 육안으로 검출하거나 스마트폰 등 모바일 장치를 통해 기록과 판독이 모두 가능한 기술을 개발했다.  

연구팀은 개발한 '커피링 등온 유전자 검출' 기술이 신속하고 높은 선택성과 민감도를 지니고 있어 유전자상 2개 염기의 차이를 구별하며 별도의 분석 장비 없이 30분 이내에 항생제 내성 유전자 검출과 함께 혈청 등 복잡한 시료에서도 검출이 가능하다고 보고있다.

정현정 교수는 "'커피링 등온 유전자 검출법'은 진료소나 클리닉 등에서 병상 분석을 위해서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다"면서 "현재 코로나19를 진단하는 데 적용하기 위한 연구를 진행 중"이라고 말했다.
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