탄저균 감염 조기진단 위한 센서 개발

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

미래창조과학부는 광주과학기술원 의료시스템학과 및 기전공학부 양성 교수 연구팀과 미국 캘리포니아 공대 제임스 히스 교수 연구팀이 함께 수행한 해당 연구가 나노분야 국제학술지 ACS나노 온라인판 9월 24일자에 게재됐다고 9일 밝혔다.

탄저균 감염 시에는 조기진단이 무엇보다 중요하다. 폐렴 같은 호흡기 감염의 일반적인 증상이 나타나다 일정시간이 지나면 독소에 의해 사망하기 때문이다.

그러나 탄저균에서 발현되는 탄저 방어항원의 농도를 측정하기 위해 이에 결합하는 항체를 사용하는 기존 센서는 단백질인 항체의 특성상 온도에 민감하고 감도를 높이는 데 한계가 있었다.

합동 연구팀은 캘리포니아 공대 연구팀이 개발한 방어항원만을 선택적으로 포착하는 펩타이드를 광주과기원 연구팀이 개발한 금나노입자 표면에 배열해 초고감도 탄저균 센서를 개발했다.

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 도포함으로써 표면적을 약 6배 정도 넓혀 감도를 높인데 따른 것이다.

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

양성 교수는 “높은 선택성과 안정성을 갖는 펩타이드를 이용한 초고감도 탄저균 방어항원 센서를 개발함에 따라 탄저균 감염 여부 판단 센서로서 응용가능할 것으로 기대된다”고 말했다.