코로나19 등 RNA 바이러스, 20분 이내 초고감도 검출한다


카이스트 연구팀, 신속하게 조기 검출 가능 기술 내놓아

[아이뉴스24 정종오 기자] 코로나19 등 RNA 바이러스에 대해 초감도, 신속, 조기에 검출할 수 있는 기술이 나왔다. 20분 이내에 검출이 가능한 것으로 나타났다.

카이스트(KAIST, 총장 이광형)는 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 핵산의 절단과 중합 연쇄반응 시스템을 활용해 RNA 바이러스의 표적 RNA를 초고감도로 검출하는 새로운 등온 핵산 증폭(NESBA, Nicking and Extension chain reaction System-Based Amplification) 기술을 개발했다고 15일 발표했다.

전 세계적으로 팬데믹(Pandemic)을 일으키고 있는 코로나19 바이러스와 같은 RNA 바이러스를 검출하기 위한 표준 진단 방법은 역전사 중합 효소 연쇄반응(qRT-PCR)이다. 이러한 표준 분자진단 방법은 면역진단 방법과 비교해 진단의 정확도는 매우 우수한데 정교한 온도 조절 장치가 필요하다.

20분 이내에 초고감도로 RNA 바이러스 검출 기술을 국내 연구팀이 개발했다. [사진=카이스트]

진단에 드는 시간이 길어 장비의 소형화에 제약이 있다. 전문 진단 설비가 갖춰진 대형 병원 또는 전문 임상검사실에서만 제한적으로 사용된다는 단점이 있다.

연구팀은 이러한 현행 기술의 한계를 극복하기 위해 핵산의 절단과 중합 연쇄반응 시스템에 의해 구동되는 초고감도의 신개념 등온 핵산 증폭 기술을 개발했다. 이를 통해 별도의 온도 변환 과정 없이 같은 온도에서 표적 바이러스의 RNA를 초고감도로, 20분 이내에 검출하는 데 성공했다.

연구팀은 기존 나스바(NASBA, Nucleic Acid Sequence-Based Amplification) 등온 증폭 기술에 절단 효소 인식 염기서열이 수식된 프라이머를 도입했다. 절단 효소와 DNA 중합 효소 활성을 기반으로 T7 프로모터를 포함하는 이중가닥 DNA를 지수함수적으로 증폭할 수 있었다. 최종적으로 표적 RNA를 기존의 NASBA 기술보다 100배 이상 향상된 민감도로 검출할 수 있었다.

연구팀은 이 기술을 통해 호흡기 세포 융합 바이러스(RSV)의 유전 RNA(genomic RNA)를 별도의 전처리 없이 매우 신속하고 고감도로 검출했다. 기술의 실용성을 증명함과 동시에 현장 검사(POCT) 기술로서의 높은 활용 가능성을 입증했다.

박현규 교수는 "이번 신개념 등온 핵산 증폭 기술은 현재 대유행하고 있는 코로나19 바이러스와 같은 RNA 바이러스들을 신속하게 조기 진단할 수 있는 분자진단 시스템에 활용될 가능성이 매우 큰 기술ˮ이라며 “코로나19의 임상 샘플 테스트에서도 매우 좋은 결과를 얻었다”고 말했다.

연구결과(논문명: Ultrasensitive version of nucleic acid sequence-based amplification (NASBA) utilizing nicking and extension chain reaction system)는 영국 왕립화학회가 발행하는 국제학술지 `나노스케일 (Nanoscale)' 2021년도 24호 표지(Front cover) 논문으로 지난달 16일 선정됐다.

/세종=정종오 기자(ikokid@inews24.com)







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