국내연구팀, 지능적 나노 구조체 개발
[아시아경제 정종오 기자]특정 질병부위에 유전자를 방출시켜 지능적으로 질병세포를 죽일 수 있는 나노 구조체가 개발됐다. 이를 이용하면 항암치료의 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
국내 연구팀이 필요한 곳에만 지능적으로 유전자를 전달하고 질병치료 효과 또한 획기적으로 높일 수 있는 원리를 규명하는데 성공했다. 연구팀은 세포 내 pH(수소이온 농도지수)를 감응해 지능적으로 유전자를 전달할 수 있는 DNA 나노머신) 기반의 나노 구조체를 개발하고 항암치료에 쓰이는 근적외선 광열치료 효과를 극대화하는 원리를 밝혀냈다.
연구팀은 금 나노입자에 pH 감응형 DNA(이하 i-motif DNA)와 치료 유전자인 간섭 RNA(siRNA, small interfering RNA)를 붙여 조건에 따라 거동을 다르게 조절하는 지능적인 DNA 나노머신을 개발했다. i-motif DNA가 낮은 pH 조건에서 모양을 변형해 서로 모이려는 성질을 가진다는 점에 착안했다. i-motif DNA에 세포사멸을 유도하는 siRNA라는 핵산을 접합시켜 금 나노입자의 표면에 붙였다.
이런 금 나노입자는 세포 밖의 중성 pH에서는 siRNA를 품은 채로 흩어져 있다가 세포 안으로 들어가면 세포 내의 낮은 pH에 감응해 서로 결합하면서 siRNA를 전달한다는 사실을 규명했다. 금 나노입자가 서로 결합해 광열효과가 높아져 항암치료 효과 또한 획기적으로 높아짐을 확인했다.
이번 연구는 기초과학연구원 복잡계 자기조립 연구단(단장 김기문)의 김원종 그룹리더(포스텍 교수)가 주도적으로 진행했다. 연구 성과는 미국화학회가 발간하는 나노분야 권위저널 에이씨에스 나노지(ACS Nano, IF 12.062, JCR 상위 5.33%) 6월 10일자(논문명: DNA-금 나노머신을 이용한 유전자 및 광열치료(i-Motif-Driven Nanomachines in Programmed siRNA Delivery for Gene-Silencing and Photothermal Ablation)에 실렸다.
김원종 교수는 "주위의 환경에 따라 거동을 달리하는 지능적 나노머신의 개발은 유전자로 인한 세포사멸의 유도와 빛에 의한 광열치료의 효과를 획기적으로 높일 수 있다"며 "앞으로 원하는 시간, 원하는 부위에 원하는 양의 유전자를 전달할 수 있는 스마트한 유전자 전달 시스템 적용이 가능할 것으로 기대된다"라고 말했다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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