▲이 기술에서는 새롭게 개발한DNA기질 고친화성 크리스퍼 유전자 가위 변이체와 반응 조건 염 농도 희석 기법을 동시에 사용해 핵산 검출 신호를 최대40배 이상 증대하여 크리스퍼 유전자 가위 기반 진단 기술의 검출 성능을 획기적으로 증대했다.

가톨릭중앙의료원 이상화 교수 연구팀이 기존 감염병 진단 기술의 한계를 뛰어넘는 유전자 가위 기반의 초고감도 진단 기술을 개발했다. 이번 기술은 별도의 증폭 과정 없이도 극소량의 바이러스 핵산을 검출해 감염병 확산을 신속히 제어할 수 있는 획기적 성능을 자랑한다.

이 연구는 가톨릭대 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단 이상화 교수가 주도했으며, 연구 결과는 바이오센서 분야 세계적 권위지인 'Biosensors and Bioelectronics'에 최근 게재됐다.

▲가톨릭대 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단 이상화 교수

이번 연구는 크리스퍼 유전자 가위(Cas12a)의 변이체를 개발해 DNA 검출 효율을 크게 높였다. 특히 염 농도를 조절하는 2단계 희석 기법을 통해 기존 방식 대비 약 40배 이상 증대된 신호를 검출할 수 있는 기술적 진보를 이뤘다. 이 기술은 B형 간염 바이러스뿐 아니라 다양한 감염병에 적용 가능해 현장에서 신속한 진단이 가능할 것으로 기대된다.

크리스퍼 유전자 가위 기술은 감염병 진단 분야에서도 중요한 역할을 해왔지만, 극소량의 바이러스 검출을 위해 PCR 같은 증폭 과정이 필요했다. 이는 현장 진단 속도를 저하시킨 주요 원인이었다. 그러나 이번 연구로 개발된 기술은 별도의 증폭 없이도 정확한 진단이 가능해지며, 복잡한 절차를 간소화했다.

이상화 교수는 "이번 연구는 크리스퍼 유전자 가위 기반 진단 기술의 성능을 독자적인 전략으로 대폭 향상시킨 성과로, 앞으로 다양한 감염병의 현장 신속 진단 분야에 폭넓게 응용될 것"이라며 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 유전자편집·제어·복원기반기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구팀은 앞으로도 기술의 상용화를 목표로 다양한 감염병 진단 제품 개발을 추진할 계획이다.