암-치매 조기진단, ‘분자위치제어기술’ 개발

최연호 교수팀, 미세온도차 이용 분자위치 조절 조기진단 가능

암과 치매 등 중요 질병의 초기진단을 획기적으로 개선할 수 있는 ‘분자위치제어기술’이 개발됐다.

고려대학교 최연호 교수(생체의공학과), 서강대학교 강태욱 교수(화공생명공학과), 미국 버클리소재 캘리포니아대학 Luke P. Lee 교수 팀은 빛을 금속 나노구조체에 조사할 때 발생하는 온도차를 이용한 ‘분자들의 위치제어 기술’을 개발했다.

분자위치제어기술은 물질이 미세한 온도 차이에 의해 움직인다는 원리를 이용해 단백질과 DNA, 박테리아 등 분자의 위치를 자유자재로 조절할 수 있는 기술이다.

일반적으로 물질이 공간상에서 농도 차이에 의해 움직인다는 사실은 인식하고 있는 반면 물질이 미세한 온도 차이에 의해서도 움직일 수 있다는 사실은 잘 인식하기 어렵다.

최연호 교수팀은 1백만분의 1m 정도의 아주 작은 공간에서 이러한 원리를 이용해 단백질과 DNA, 박테리아 등 생물‧의학적으로 중요한 분자의 위치를 자유자재로 조절할 수 있는 기술을 개발한 것.

이 방법은 빛에 의해 유발된 온도 차이를 바탕으로 손쉽게 분자들의 위치를 제어할 수 있기 때문에 시료의 양이 적고 농도가 아주 옅은 경우에도 검출위치에 많은 양의 분자들을 빠르게 모을 수 있어 획기적이라고 최연호 교수는 설명했다.

기존의 검출방법은 검출감도도 낮을 뿐 아니라 감도를 높이기 위해서는 검출시간이 오래 걸린다는 단점을 가지고 있었다. 또 세포처럼 비교적 크기가 큰 물질에 대한 위치조절은 가능했지만 단백질과 DNA 같은 나노미터 크기의 물질 위치를 조절하는 것은 불가능했다.

최연호 교수는 “분자들을 원하는 곳에 국소적으로 모으는 방법을 찾던 중 온도차에 대한 분자들의 특성을 이용하는데 착안하게 됐다”며 “이 방법을 잘 활용하면 암이나 치매 등 중요 질병의 조기진단에 획기적으로 큰 기여를 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 6일 나노 및 마이크로분야 학술지인 '스몰 (Small)'지에 표지논문으로 선정됐다.