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보도자료
| 소관기관 | 한국생명공학연구원 |
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| 신·변종 호흡기 바이러스 현장 신속진단 플랫폼 개발 | |
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신·변종 호흡기 바이러스 현장 신속진단 플랫폼 개발 - 다종의 호흡기 바이러스를 현장에서 선별검출 가능한 그래핀 기반의 바이오센서 개발…영장류 코로나바이러스 변이주 감염모델 통해 유효성 검증 - 미래 신‧변종 감염병 유행 대응에 활용 기대 □ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 국가영장류센터 홍정주 박사와 성균관대학교 권오석 교수, 한국과학기술연구원(원장 윤석진, 이하 KIST) 송현석 박사 공동 연구팀이 다종의 호흡기 바이러스를 현장에서 신속하게 검출할 수 있는 플랫폼을 개발하는 데 성공하였다고 밝혔다. ㅇ 이를 통해 향후 코로나-19와 같은 신‧변종 감염병 발생 시 진단 기기를 개발하는데 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. □ 감염병의 발생은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 이미 발생한 감염병이 적절한 환경에서 다시 유행하는 것이고, 다른 하나는 지금껏 없던 신종 감염병이 발생하는 것이다. ㅇ 2002년 발생한 중증급성호흡기증후군(SARS, 사스), 2012년 발생한 중동호흡기증후군(MERS, 메르스) 그리고 2019년 발생한 코로나바이러스감염증-19(COVID-19, 코로나-19)와 같이 21세기에 들어 크게 유행한 감염병은 호흡기 바이러스로 인한 신종 감염병이 주를 이루고 있다. □ 신종 호흡기 감염병이 발생하면 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 진단기기가 필수적이지만 기존의 진단기기는 민감도와 특이도가 낮아 생활 속 현장 진단에서의 활용에는 제한이 있었다. ㅇ 코로나 대유행을 겪으며 현장 진단 기기가 비약적인 발전을 이루었지만, 여전히 정확한 진단을 위해서는 PCR과 같은 별도의 검사가 필요한 실정이다. □ 이에 연구팀은 그래핀(graphene) 소재를 활용해 수십 초 만에 다수의 호흡기 바이러스를 고감도로 동시에 선별할 수 있는 현장 진단 플랫폼을 개발하였다. ㅇ 지금까지 개발된 그래핀 기반의 바이오센서는 적층 방식의 한계로 인해 외부인자를 받아들이는 수용체를 그래핀 소재와 결합하면 노이즈 신호, 극한 환경에서의 안정성 저하 등의 문제가 발생해 현장 진단에서 활용하기에는 제한이 있었다. ㅇ 연구팀은 미세한 자극에도 패턴을 나타내는 다채널 트랜지스터를 기반으로 여러 종의 호흡기 바이러스를 선택적으로 검출할 수 있는 수용체와 함께 수용체의 신호를 간섭없이 그래핀에 전달할 수 있는 인터페이싱 화합물을 개발하였다. ㅇ 또한, 그래핀에도 소재 특성의 변화 없이 표면을 박막 코팅하는 패시베이션 층을 형성하여 바이러스 수용체와 인터페이싱 화합물 그리고 그래핀 소재 간 적층 구조의 안정성을 확보하고 외부 환경에서도 성능 저하 없이 안정적인 신호전달이 가능한 센서를 제작하였다. □ 특히, 연구팀이 개발한 센서는 타액(침)에 별도의 전처리 없이 진단할 수 있어 편의성도 확보하였으며, 델타 및 오미크론에 감염된 영장류 모델을 통해 유효성을 검증하며 현장에서의 활용 가능성을 높였다. □ 연구책임자인 생명연 홍정주 박사는 “영장류를 통해 유효성을 확인한 현장 신속진단 플랫폼을 개발한 만큼 앞으로 다가올 신종 호흡기 감염병 유행의 대비에도 도움이 되길 희망한다.”라며, ㅇ “앞으로도 감염의 경로를 정확하게 확인할 수 있는 영장류 감염모델이 다양한 병원체 진단 기기 개발에 유용하게 활용되기를 기대한다.”라고 밝혔다. □ 공동 교신저자인 성균관대 권오석 교수는 “이번에 개발한 플랫폼은 다종의 호흡기 바이러스를 동시에 빠르게 고감도로 모니터링할 수 있는 것으로 고위험군 전염병의 사전 확산 방지가 가능하기에, 추후 넥스트 팬데믹 상황에서 유연한 대응이 가능할 것으로 사료된다.”라고 말했다. □ 공동 교신저자인 KIST 송현석 박사 역시 “고민감도 센서 플랫폼과의 융합을 통해 고성능 진단 기술 개발이 가능했고, 향후 신‧변종 감염병 확산 대응에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. □ 이번 연구는 3월 1일 발행된 나노과학 분야의 세계적인 저널인 Advanced Materials(IF 29.4) 최신 호에 게재되었으며, (논문명 : Synchronous diagnosis of respiratory viruses variants via receptonics based on modeling receptor‒ligand dynamics / 교신저자 : 생명연 홍정주 박사, 성균관대 권오석 교수, KIST 송현석 박사 / 제1저자 : 생명연 서성은 학생연구원‧김경호 박사‧하시영 박사) ㅇ 과기정통부 국가전임상지원체계구축사업, 농식품부·과기정통부·농진청 스마트팜다부처패키지 혁신기술개발사업, 환경부 환경기술개발사업, NST 창의형 융합연구사업, 나노종합기술원, 생명연 주요사업의 지원으로 수행되었다. |
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| 주소 링크 | https://www.kribb.re.kr/kor/sub02/sub02_02_01_view.jsp?b_idx=33671 |