코로나 바이러스 검출 인공 단백질 센서 개발

오병하 KAIST 교수, 미 연구팀과 공동으로 개발..."다양한 표적단백질 신속 검사 가능"

[아시아경제 김봉수 기자]코로나 바이러스 등 인간의 몸에 침입한 다양한 병원균의 존재 여부를 감지할 수 있는 인공 단백질 센서가 국내·미국 연구진에 의해 공동 개발됐다.

5일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면, 이 학교 오병하 생명과학과 교수는 미국 워싱턴주립대학(University of Washington) 연구팀과 국제 공동 연구를 통해 고감도의 인공 단백질 센서 플랫폼을 새로 개발해 지난달 27일자 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재했다.

이 단백질 센서 플랫폼은 그 자체로는 발광하지 않지만 감지 대상 표적 단백질이 존재하면 이와 결합해 발광한다. 기존에도 자연 존재 단백질을 그대로 또는 약간 변형한 형태의 단백질들이 질병의 진단, 치료 경과의 추적, 병원 미생물의 감지 등에 널리 사용되어 왔지만, 이번 공동 연구팀은 계산적 단백질 디자인 방법으로 전혀 새로운 인공적인 골격 단백질을 만들어 냈다. 특히 이를 심해 새우가 만드는 발광 단백질과 재조합해 단백질을 감지하는 기능을 부여했다.

특히 표적 단백질의 농도에 비례해 빛의 발생 정도도 달라지기 때문에 발광의 세기를 측정하면 표적 단백질의 존재는 물론 그 농도도 감지할 수 있다. 발생하는 빛은 시료의 전처리 없이도 감지할 수 있고 발광 반응도 즉각적이다. 별도 시약없이 검사 결과 도출에 시간이 오래 걸리지 않는다는 얘기다.

다양한 표적 단백질을 검출할 수 있도록 응용될 수도 있다. 연구진이 창출한 단백질 시스템은 마치 레고 블록처럼 사용돼 여러 다양한 단백질 센서를 용이하게 제작하는데 쓸 수 있는 플랫폼을 제공한다. 실제 연구팀은 B형 간염 바이러스 단백질 센서, 코로나바이러스 단백질 센서 등 8개의 고감도 단백질 센서를 연구 논문에 실었다.

KAIST 관계자는 "단백질 센서의 작동 방식은 자연계에서는 그 예를 찾을 수 없어 자연의 모방을 넘어 자연에 존재하지 않는 단백질과 기능을 창출할 수 있다는 예를 보여준다"고 말했다.

이번 연구는 LG연암문화재단의 지원으로 오 교수가 미국을 1년간 방문해 데이비드 베이커 워싱턴주립대 교수팀과 함께 공동 연구로 진행됐다. 이한솔 KAIST 생명과학과 교수, 홍효정 강원대학교 교수도 참여했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr