한국과학기술연구원(KIST)
생체재료연구센터 이관희·김호준 박사팀
초고감도 반도체 기반의 바이오센서 플랫폼 검출 모식도 및 코로나19 변이 바이러스 검출 결과. KIST 제공
오미크론이 전 세계에서 우세종이 된 가운데 코로나바이러스 변이 종류에 상관없이 30분 내 유전자증폭검사(PCR) 수준의 감도로 바이러스를 검출할 수 있는 기술이 개발됐다. 상용화된다면 바이러스 모니터링 시스템은 물론 신속한 방역체계 구축에 효과적일 것으로 기대된다.
한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터 이관희·김호준 박사팀은 변이 여부에 관계없이 코로나바이러스를 빠른 속도와 높은 정확도로 검출하는 바이오센서 플랫폼을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 "변이에 상관없이 활용할 수 있는 검출 기술로, 초기 방역과 변이종 확산 대응에 활용할 수 있다"고 설명했다. 연구 결과는 나노 분야 권위지 '나노레터스' 최신호에 게재됐다.
현재 가장 널리 사용되는 PCR 진단의 경우 최소 몇 시간이 걸리고, 수검자는 결과가 나올 때까지 격리해야 한다. PCR 진단은 특정 유전자 서열이 존재하는지를 찾아내는 검사인 만큼 서열에 변화가 생기는 변이종이 등장하면 진단 능력이 감소하는 치명적 단점도 있다. 간이 검사 키트도 특정 단백질 구조에 반응하는 항체를 통해 바이러스를 확인하기 때문에 정확도가 낮을 뿐 아니라 변이 바이러스 진단에는 한계가 있다.
26일 경북 경산시보건소를 찾은 어린이가 자가격리 해제 전 PCR 검사를 받고 있다. 경산=뉴스1
KIST의 이번 연구는 PCR 검사와 자가 검사 키트의 단점을 극복하는 데 초점을 맞췄다. 연구팀은 사람의 몸에 있는 코로나바이러스 감염 수용체인 'ACE2'에 주목했다. 변이 바이러스라도 인체에 침투하기 위해서는 ACE2와 결합해야 하기 때문에 이를 활용하면 모든 종류의 코로나바이러스 검출이 가능하다고 판단했다.
연구팀은 ACE2 수용체와 결합된 전기신호 기반의 현장형 반도체 바이오센서 플랫폼을 만들고, 코로나바이러스의 물리적 특성을 모사한 인조 바이러스를 만들어 플랫폼을 최적화했다. 실험 결과, 코로나바이러스 및 다양한 변이 바이러스를 현재의 PCR 검사 수준의 감도로 30분 안에 검출하는 데 성공했다.
남은 과제는 상용화를 위한 센서 소자 및 부품의 표준화와 규격화, 측정 시스템 인허가 등이다. 이관희 박사는 "빠른 시일 내 센서 표준화와 규격화를 거쳐 상용화할 예정"이라며 "감염 예방 시스템 및 사회적 안전망 구축에 기여할 것"이라고 말했다.
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