코로나19 바이러스의 신속한 현장 검출을 위한 분자진단 기술 확보

코로나19 바이러스의 신속한 현장 검출을 위한 분자진단 기술 확보

 - 37℃, 30분, 코로나19 변이 바이러스까지 검출 가능성 제시

□ 코로나19 뿐 아니라 미래의 신종 바이러스까지 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 핵심 기술로 활용 가능한 분자진단 기술이 소개되었다.

□ 한국연구재단(이사장 이광복)은 박기수 교수(건국대학교) 연구팀이 등온핵산증폭기술*을 활용해 코로나19 및 변이 바이러스를 한 번에 검출할 수 있는 분자진단 기술을 개발했다고 밝혔다. 

   * 등온핵산증폭기술 : 반복적인 온도조절 과정 없이 등온에서 표적 핵산을 증폭하는 기술 

□ 코로나바이러스감염증(COVID-19) 진단은 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 핵산*을 유전자 증폭기술로 확인하는 분자진단과 항원/항체 반응에 기반하는 면역진단으로 구분할 수 있다. 

   * 핵산 : 생명체의 유전정보를 지니고 있는 필수적인 생체고분자

  ○ 면역 검사법은 검사 비용이 비교적 저렴하고 간편하며 신속한 장점이 있는 반면, 높은 정확도를 보이는 PCR* 기반의 분자진단 방법은 검사 절차가 비교적 복잡하기 때문에 특정 설비를 갖춘 의료기관 등에서만 수행할 수 있다.

   * PCR(polymerase chain reaction, 중합 효소 연쇄반응) : 온도조절과정에 기반한 표적 핵산 증폭기술로, 현재 COVID-19 검출을 위한 표준 분자진단방법임.

  ○ 또한, 시료 채취에서 검사결과를 얻기까지 많은 시간이 소요되기 때문에 즉각적인 대처가 어렵다는 단점이 있다.

□ 이에 연구진은 변이 바이러스를 포함한 코로나바이러스, 박테리아 등을 37도(℃)에서 30분 만에 신속 진단할 수 있는 ‘신규 등온핵산증폭기술(STAR)*’을 개발했다. 

    * 신규 등온핵산증폭기술(STAR) : split T7 promoter-based isothermal transcription amplification with light-up RNA aptamer 로 명명

  ○ 개발한 기술은 바이러스의 유무뿐만 아니라 종류 구분도 가능하며, 기존 PCR 및 등온핵산증폭기술 기반 분자진단 방법과 달리, 반응 개시 전 온도조절 과정이 필요 없고 하나의 효소(T7 RNA 중합효소)만을 이용, 37도의 일정한 온도에서 반응이 진행되는 특징이 있다.

  ○ 전남대학교병원 최현정 교수 연구팀을 통해 확보된 60여명의 실제 임상 샘플을 적용한 결과, 코로나19에 대해 높은 민감도(96.7%)와 특이도(100%)를 보임을 확인하였으며,

  ○ 바이러스, 박테리아 및 암 등 다양한 핵산 바이오 마커 검출 시 활용 가능할 것으로 내다봤다.

□ 연구팀은 STAR 개발을 통해 유전자 진단 분야에서 시간 및 비용을 절감할 수 있는 방안을 제시하였으며, PCR로 대표되는 현재의 유전자 분석 기술을 대체할 수 있는 대안 기술로의 활용 가능성을 기대했다.

 ○ 다만, 현장에서 손쉽게 결과를 확인할 수 있는 시스템 구현을 위해 추가연구가 필요하며, 기술의 확장성 검증을 위해 다양한 핵산 바이오 마커 검출 연구가 지속적으로 이루어져야 한다는 설명이다.

□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 우수신진연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 바이오센서 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)’에 3월 31일 온라인 게재되었다.