고려대 나성수 교수 연구팀, 세계 최초 정보오류 가능성 차단 증폭법 개발

[캠퍼스人+스토리] 고려대·성균관대·호서대·금오공대 센서공동연구팀 개발
국제학술지 ‘Biosensors and Bioelectronics’ 게재

기존 등온핵산증폭법(RCA)을 응용한 DI-RCA 검출 프로세스. 표적 핵산이 증폭 템플릿 속으로 삽입되어 표적 서열 존재 여부에 따라 증폭 결과물이 다르게 형성되고, 이를 바탕으로 위양성 진단 예방 및 SNP 동시 검출이 가능하다. DI-RCA로 인해 일반 코로나바이러스는 LFA에서 세줄, 변이 코로나바이러스는 두 줄을 띄게 된다. /고려대

코로나19 감염 진단과 바이러스 변이 발생 여부까지 동시에 진단이 가능한 기술이 개발됐다.

고려대학교는 나성수 고려대 공과대학 기계공학과 교수가 참여한 센서공동연구팀(류준석 금오공대 교수, 박진성 성균관대 교수, 장규환 호서대 교수, 이학범 고려대 석사)이 바이러스 변이 추적 센서를 개발했다고 6일 밝혔다.

센서공동연구팀은 세계 최초로 핵산 증폭 과정에서 발생할 수 있는 정보 오류 가능성을 차단해 주는 증폭 기술을 설계해 위양성 없이 변이 바이러스의 검출 가능성을 확인했다. 위양성은 본래 음성이어야 할 검사결과가 잘못돼 양성으로 나온 경우를 말한다.

코로나19 바이러스와 같이 전염성이 높은 바이러스에 대해 적절히 대응하기 위해서는 감염자를 빠르게 식별하고 격리함으로써 바이러스의 확산을 차단하는 것이 중요하다. 이러한 과정에서 실제 음성 환자를 양성으로 진단하는 위양성 문제를 해결하는 것도 필수 요소다.

센서공동연구팀은 등온 핵산 증폭(RCA) 과정에서 발생할 수 있는 위양성 가능성을 차단하도록 설계한 새로운 증폭 기술(DI-RCA)을 개발했고, 그 결과 바이러스의 핵산 검출에 성공했다. 이번에 개발된 검출 기술은 표적 핵산 서열을 그대로 복제하고 측방유동면역기법(LFA)을 통해 신호 확인이 가능하다. 기존 핵산 증폭법과 달리 표적의 핵산 서열에 따라 결과가 달라지게 설계했다.

이학범 고려대 석사, 류준석 금오공대 교수, 장규환 호서대 교수, 박진성 성균관대 교수, 나성수 고려대 교수(왼쪽부터). /고려대

센서공동연구팀은 "코로나바이러스의 초기 변이 단계가 약 2만9000개의 코로나 바이러스 염기 서열 중 2만3063번째 염기가 아데닌(Adenine)에서 타이민(Thymine)으로의 변이에 기인한다는 것을 파악했다"며 "해당 단일 염기 변이(SNP) 존재 여부에 따라 다른 진단 결과를 나타냄으로써 동시 검출·진단 기술을 완성했다"고 설명했다.

이번 연구 결과는 분석 화학 분야 국제학술지인 '바이오센서&바이오일렉트로닉스저널(Biosensors and Bioelectronics)'에 지난달 27일자 온라인 게재됐다.