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코로나19 등 신·변종 감염병 진단기술 개발
구분 : 연구성과
작성자 : 김단비
작성일 : 2022-05-04
조회수 : 453

코로나19 등 신‧변종 감염병 진단기술 개발
- 바이러스 수용체(ACE2)를 이용한 코로나19 검출 센서 개발…50분 만에 진단 가능
- 응용 시 다른 신‧변종 감염병 진단 및 치료제 개발 적용 가능


□ 국내 연구진이 기존의 PCR 검사와 항원 항체 검사의 단점을 보완한 새로운 감염병 진단기술을 개발하였다.

□ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 임은경‧김명희 박사 공동 연구팀은 병원균이 체내로 침투 시 감염통로로 이용하는 단백질(Angiotensin-converting enzyme 2, 이하 ACE2)을 활용한 바이러스 간편 검출 센서를 개발하였다고 밝혔다.

 ㅇ 이를 통해 코로나19를 비롯한 감염병 진단 기기 및 치료제 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

□ 코로나19를 통해 경험한 바와 같이, 감염병 대응에는 신속하고 정확한 진단으로 추가 확산을 방지하는 것이 매우 중요하다.

□ 현재 감염병 진단은 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소 연쇄 반응)을 통한 분자진단법을 표준으로 하고 있지만 많은 시간과 고가의 장비가 있어야 하는 등의 단점이 있다.

 ㅇ 보완책으로 항원항체반응을 이용한 진단검사가 이용되고 있으나 정확성이 높지 않은 단점이 있어, 간편하면서 신뢰성 높은 진단기술에 대한 수요가 높은 실정이다.

□ 현재 다양한 방법의 진단기술에 관한 연구가 진행되고 있으며, 그중 하나가 ACE2 수용체를 검출 매개체로 하는 방법이다.

 ㅇ 코로나19는 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질이 우리 몸의 ACE2 수용체를 통해 침투하여 감염되게 하는데, 이런 기전을 활용하는 것이다.

□ 연구팀은 ACE2를 모방한 화합물(peptide)을 만들고, 감염병 바이러스와 결합하면 형광 현상이 나타나는 진단 센서를 개발하였다.

 ㅇ 센서는 형광 공명에너지 전이 현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET)을 적용한 ACE2 모방 나노 프로브가 바이러스에 반응하면 형광 정도가 증가하도록 설계되었으며, 이를 일반 형광측정기를 통해 확인하면 감염 여부를 확인할 수 있는 것이다.

 ㅇ 실제로 연구팀은 코로나 바이러스를 대상으로 한 테스트에서, 50분 경과 시부터 진단에 성공했으며, 3시간 지난 후엔 PCR 수준의 진단이 가능하였다.

□ 연구책임자인 임은경 박사는 “현재 바이러스 감염환자를 선별할 때 사용하는 분자진단법(PCR 검사)과 면역학적 방법(항원 항체 검사)의 단점을 보완하여 간단한 방법으로 정확성을 높인 형광 검출을 가능하게 한 것이 우수하다”라며, “이번 연구는 코로나19 바이러스와 반응하는 수용체를 사용하였지만 이를 응용하면 다른 감염병 진단과 치료제 개발에도 적용이 가능할 것”이라고 밝혔다.

□ 이번 연구는 화학공학 분야의 세계적인 저널인 Chemical engineering journal(IF 13.273) 3월 31일자 온라인 판에 게재되었으며, 
    (논문명 : FRET-based hACE2 receptor mimic peptide conjugated nanoprobe for simple detection of SARS-CoV-2 / 교신저자 : 임은경‧김명희 박사 / 제1저자 : 박병훈 박사)

 ㅇ 과기정통부(한국연구재단) 원천기술개발사업, 이공분야기초연구사업, 글로벌프론티어 연구개발사업, 반도체공정기반나노메디컬디바이스 개발사업, 산자부 알키미스트 프로젝트, NST 창의형 융합연구사업, 환경부 환경기술개발사업, 생명연 주요사업의 지원으로 수행되었다.