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타미플루 내성 바이러스, 고감도 나노센서로 직접 검출

한국생명공학연구원 연구팀, "신속·간단 진단 기술로 활용 가능"

2021-06-18 11:24:37 김경민 기자 김경민 기자 kkm@kpanews.co.kr


(왼쪽부터)정주연 박사, 강태준 박사, 임은경 박사

국내 연구진이 타미플루 내성 바이러스 표면에 높은 선택도로 결합하는 항체를 선별하고, 이를 나노 구조체 기반 바이오 센싱 기술 중 하나인 SERS(Surface-Enhanced Raman Scattering)에 적용하여 타미플루 내성 바이러스를 전처리 없이 직접 검출할 수 있는 면역 분석법을 개발했다.

해당 분석법은 다른 면역 분석법과 비교해 1만배 이상의 저농도의 타미플루 내성 바이러스도 직접 검출할 수 있어 향후 타미플루 내성 바이러스 감염 여부를 간편하게 진단할 수 있게 하고 다양한 현장진단시스템에 활용될 것으로 기대된다.

최근 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 연구팀은 독감 치료에 쓰이는 항바이러스제 ‘타미플루’에 치료효과를 보이지 않는 내성 바이러스를 복잡한 전처리과정 없이 빠르게 검출할 수 있는 방법을 개발했다고 밝혔다. 

이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서 및 바이오일렉트로닉스’에 실렸다.(논문명 Development of 6E3 antibody-mediated SERS immunoassay for drug-resistant influenza virus) 타미플루 감수성 바이러스와 타미플루 내성 바이러스의 뉴라미니데이즈 표면 구조는 유사한 것으로 알려져 표적 단백질의 특정 구조를 인식하는 검출용 항체 개발에 많은 어려움이 있었다.

기존 진단법은 돌연변이 된 하나의 아미노산의 유전자를 검출하는 기술에 집중되어 있으나, 이는 검체 확보에서 진단까지 오랜 시간이 걸리는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 연구팀은 타미플루 내성 바이러스에서 주로 발견되는 H275Y-뉴라미니데이즈 변이 바이러스에 특이적으로 결합하는 항체를 선별하고 특이적 결합성을 검증한 뒤 SERS 기반 면역검출법에 적용하였다. 

그 결과 저농도의 H275Y-뉴라미니데이즈 변이 바이러스를 직접 검출할 수 있었고, 인간 비인두흡입물 내에서도 변이 바이러스의 검출에 성공했다.

연구팀은 발굴된 항체로 H275Y-뉴라미니데이즈 변이 항원에 대한 결합력 측정, 구조적 모델링 연구, 금 나노입자의 기반 비색 검출, 면역진단 래피드 키트 등을 통하여 이 항체가 타미플루 내성 바이러스 변이에 상대적으로 높은 결합력을 가짐을 확인했다.

또한, 선별한 항체를 금나노판에 부착하고 SERS 기반 면역검출법의 적용을 통해 100 PFU/ml의 저농도에서도 H275Y-뉴라미니데이즈 변이 바이러스를 검출하였고, 바이러스 진단의 주요 검체로 쓰이는 비인두흡입물 안에서도 변이 바이러스 검출에 성공했다.

연구책임자인 정주연 박사는 "기존 유전자 검사에 의존한 항바이러스제 내성 바이러스 진단법과 비교하여 약물 내성 신종플루 바이러스의 감염 여부를 신속하고 간단하게 진단할 수 있는 기술로 다양한 현장에 활용 가능하다"며, "선별된 항체와 기존 연구에서 발굴된 화합물을 진단에 활용하기 위한 새로운 바이오수용체로 조립하고 다양한 면역분석법에 적용하여 초고감도 검출법 개발을 위한 후속연구를 진행하고 있다"고 밝혔다.

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