생명연, 표적 유전자 신속 검출하는 '바이오센서' 개발
생명연 제공
한국생명공학연구원은 강태준 박사 연구팀이 표적 유전자만을 신속 정확하게 검출해 현장에서 코로나19 감염을 손쉽게 진단할 수 있는 '바이오 센서'를 개발했다고 20일 밝혔다.
현재 감염병 진단은 유전자증폭(PCR·중합효소 연쇄반응) 검사가 표준으로 활용되고 있지만, 많은 시간과 장비, 전문 인력 등이 필요해 현장 활용에 한계가 있다. 이에 반해 신속성과 편리성을 갖춘 항원·항체 반응 진단 기법은 현장에서 널리 이용되고 있지만, 정확성이 높지 않은 단점이 있다.
최근에는 별도의 온도조절장치가 필요한 PCR 기술을 대체하기 위해 등온 핵산증폭기술(INAAT)이 차세대 분자진단 기술로 주목받으면서 유전자 가위 기반의 다양한 진단기술들이 속속 개발되고 있다.
연구팀은 별도의 유전자 추출, 증폭 과정을 거치지 않고 높은 증폭 효율을 지닌 핵산증폭기술인 고리매개 등온 증폭법(LAMP), 크리스퍼 유전자 가위 기술을 결합해 별도의 유전자 추출이나 증폭 없이 표적 유전자를 신속 정확하게 검출할 수 있는 바이오 센서를 개발했다. 이 센서는 3D 프린팅 기술을 활용해 소형 기기로 제작됐으며, 현장에서 1시간 이내 감염 여부를 진단할 수 있다.
특히 머신러닝 기반의 스마트폰 앱을 통해 바이러스 농도를 빠르고 쉽게 정량화해 미량의 바이러스도 검출할 수 있어 무증상 환자나 초기 경증 환자 진단도 가능하다. 연구팀은 바이오 센서를 실제 코로나19 감염자를 대상으로 한 실험에서 100%의 민감도(감염 환자를 양성으로 진단하는 비율)와 특이도(감염되지 않은 사람을 음성으로 진단하는 비율)를 나타내 높은 성능을 보였다.강태준 생명연 박사는 "바이오센서 기술과 유전자 가위기술, AI 기술을 융합해 코로나 바이러스를 현장에서 신속하면서 민감하게 검출할 수 있는 휴대용 진단 기기를 개발했다는 데 의미가 있다"며 "앞으로 제품화를 통해 다양한 신변종 감염병 진단에 호라용할 계획"이라고 말했다. 이준기기자 bongchu@
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