암 치료 용이한 DNA 나노구조체 제작 성공

"세포 침투도 높여 암 치료제 전달에 효과적"

국내 연구진이 DNA를 접는 기술로 원하는 형태의 DNA 나노구조체를 제작했다. 이는 암 치료제가 암 세포에 효과적으로 전달되는 데 기여할 것으로 전망된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 10일 류주희 의공학연구소 박사팀이 다나파버 윌리엄 시 암 연구소 교수 연구진과 공동연구를 통해 DNA 접기 기술을 개발했다고 밝혔다.

이를 통해 연구팀은 이전의 나노구조체 제조방법으로는 만들기 어려운 다양한 형태의 DNA 나노구조체를 제작했다.

또 이 기술로 정교하게 제작된 여러 형태의 나노구조체들의 세포 침투도를 분석했다.

최근 학계는 나노구조체의 모양과 크기에 따라서 세포에 침투할 수 있는 성질이 크게 달라진다는 점을 대략적으로 밝혀냈다. 그러나 이 나노구조체를 원하는 모양과 크기로 만들기가 매우 어려워 정교한 연구를 수행하기는 어려운 실정이었다.

연구진이 개발한 DNA 접기 기술은 뼈대가 되는 하나의 긴 DNA에 상호보완적인 여러 개의 짧은 DNA들을 이용해 종이접기 하듯이 접어서, 원하는 형태의 나노구조체를 만드는 것이다.

KIST-다나파버 암연구소 공동연구진이 개발한 DNA 접기 기술로 만들어진 다양한 크기와 모양의 DNA 나노구조체.

DNA 가닥들이 결합을 통해 이중나선을 형성하면서 특정 형태를 이루는데, 다양한 형태의 구조체를 10억분의 1m 크기 정도로 정밀하게 만들 수 있다. 정교한 제어를 통해 만들어진 DNA 나노구조체는 뛰어난 생체 적합성 등으로 약물전달체로서 전망이 밝다.

연구진은 11가지 종류의 서로 다른 크기와 모양을 가진 DNA 나노구조체를 제작해 다양한 세포에 침투시키는 실험을 진행했다.

그 결과, 모든 세포에서 나노구조체의 조밀함이 높을수록 세포로의 침투도가 높아지는 것을 확인했다. 조밀함의 정도는 부피에 대한 표면적의 비율에 따라 좌우된다.

구조체의 내부가 채워져있는 조밀함이 높은 나노구조체의 경우 같은 무게의 대조군에 비해 15배 이상 향상된 세포 투과도를 나타냈다.

KIST 류주희 박사는 “이번 연구 결과로 DNA 접기 기술을 통해 세포 침투 능력이 우수한 나노구조체를 제작하는 것이 가능해졌다"며 "향후 이 기술로 DNA 나노구조체가 암 치료제와 같은 약물 전달을 위한 전달체로 활용되는데 큰 기여를 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

본 연구 결과는 ‘나노 레터스’ 최신호에 게재됐다.