독소 검출해 콜레라 진단하는 탄수화물칩 신기술 개발

환경·질병진단분석·신약후보물질 탐색 등에 활용

아주경제 이명철 기자=여름철 대표 전염병인 콜레라(제1종 법정 전염병) 검출 정확도가 향상된 새 진단 기술이 국내에서 개발됐다.

국토해양부는 포스텍 화학공학과 해양대학원 차형준 교수 연구팀이 콜레라 독소를 검출할 수 있는 탄수화물칩(carbohydrate chip)을 개발했다고 8일 밝혔다.

이번 연구는 국토부 해양생명공학기술개발사업 지원을 받아 수행됐다. 수인성 전염병이란 물에 의해 감염돼 오된 물에 조제된 식품에 의해 발생되는 전염병을 총칭하는 말이다.

차 교수팀은 콜레라 원인인 콜레라 독소가 인간 세포 표면에 있는 탄수화물과 상호작용을 통해서 세포를 감염시킨다는 점에 착안했다. 이후 탄수화물을 칩 표면에 안정적으로 고정화 하는 기술을 개발해 콜레라의 감염 작용을 분석하고 검출하는데 성공했다.

지난 2007년 탄수화물의 표면 고정화 기술을 개발하고 2010년 이를 기반으로 탄수화물칩 제작 가능성을 제시했다. 이후 안정성 문제를 극복하기 위한 연구 끝에 효율성이 크게 향상된 기능성 탄수화물칩 개발에 성공한 것이다.

기능성 탄수화물칩을 이용한 콜레라 감염 작용 분석 및 검출을 위한 전략 개념도.

기존 탄수화물 표면 고정화 기술은 재연성과 안정성이 떨어진다는 문제점이 있었지만 이번에 개발한 기능성 탄수화물칩은 재연성·안정성이 뛰어나고 DNA칩이나 단백질칩보다 정확도가 향상될 것으로 국토부는 기대했다.

또 매우 낮은 농도(약 201picomole(피코몰))의 콜레라 독소까지 검출이 가능하고 향후 탄수화물칩을 센서 플랫폼으로 활용할 수 있는 가능성을 확인했다.

차형준 교수는 “탄수화물칩 기술을 콜레라 감염 작용의 분석 및 검출에 적용해 향후 환경이나 질병진단 분석·신약후보물질 탐색 등 응용 분야의 활용 가능성을 제시했다”며 “해양·육상 환경, 식품 및 임상 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 내다봤다.

한편 차 교수팀의 연구결과는 지난달 17일 분석화학 분야 최고 권위 학술지 어날리티컬 케미스트리(Analytical chemistry) 온라인 속보에 발표된 바 있다. 이번 연구결과는 특허 출원돼 지식재산권도 확보했다.