감도 높인 탄저균 센서 기술 개발

국제 공동 연구진이 탄저균 감염에 대응해 인체가 만드는 단백질을 단시간에 낮은 농도까지 측정할 수 있는 전기화학 기반 소형센서를 개발했다. 향후 탄저균 검출 및 감염에 따른 진단에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

미래창조과학부는 광주과학기술원 양성 교수 연구팀과 미국 캘리포니아 제임스 히스 교수 연구팀이 감도 높인 탄저균 센서 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

탄저균에 감염될 경우 폐렴 같은 호흡기 감염의 일반적인 증상이 나타나다 일정시간이 지나면 독소에 의해 사망하게 된다. 때문에 조기진단이 무엇보다 중요하다.

하지만 탄저균 감염 시 탄저균에서 발현되는 탄저 방어항원의 농도를 측정하기 위해 이에 결합하는 항체를 사용하는 기존 센서는 단백질인 항체 특성상 온도에 민감하고 감도를 높이는 데 한계가 있었다.

국내 연구진은 캘리포니아 연구진이 개발한 방어항원만을 선택적으로 포착하는 펩타이드를 금나노입자 표면에 배열해 초고감도 탄저균 센서를 개발해냈다.

연구진에 따르면 개발된 센서는 미 국방부 방위고등연구계획국(DARPA)에서 제시하는 탄저병 진단 값과 비교해 500배 수준의 감도인 약 2pM의 낮은 농도의 방어항원도 포착한다.

이는 금전극 위에 금나노입자를 도포해 표면적을 약 6배 정도 넓혀 감도를 높인데 따른 것이다.

뿐만 아니라 복잡한 구조 항체와 달리 비교적 구조가 단순한 합성 펩타이드를 이용해 온도변화 등에 따른 변성확률이 낮아 현장적용에 유리하다고 연구진은 설명했다.

양 교수는 “높은 선택성과 안정성을 갖는 펩타이드를 이용한 초고감도 탄저균 방어항원 센서를 개발해 탄저균 감염 여부 판단 센서로 응용 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ACS Nano 온라인판 9월 24일자에 게재됐다.

▲탄저 방어항원은 인체 감염 시 탄저균에서 발현되는 독소 중 하나다. 그 자체로 탄저균 감염의 표지가 된다.

김은경 기자 cr21@