국립부경대학교는 화학과 곽민석 교수 연구팀이 DNA를 이용해 초음파의 기계적 힘을 특정 분자결합에 정밀하게 전달하고, 원하는 결합만 선택적으로 활성화할 수 있는 'DNA 초음파 분자 스위치' 플랫폼을 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 DNA 이중나선의 구조적 특성을 활용해 초음파가 만들어내는 기계적 힘을 특정 지점에 집중시키는 방식으로 기존 기계화학 기술의 한계를 극복했다.

연구팀은 PCR을 이용해 DNA 길이를 100~1천 염기쌍 범위에서 조절했으며, DNA가 길어질수록 목표 분자에 전달되는 힘이 증가하는 것을 확인했다.

또 초음파의 주파수와 DNA의 길이 등을 조절해 분자 수준의 기계적 반응을 설계할 수 있는 기반을 마련했다. 연구팀은 이를 활용해 DNA로 초음파 힘을 전달하고 원하는 분자결합만 선택적으로 끊는 기술을 개발했다.

연구팀은 앞으로 이번 플랫폼을 DNA 나노구조체 및 나노입자 어셈블리 등 다양한 생체재료와 결합해 초음파에 의해 작동하는 약물전달 시스템과 바이오센서, 기계 자극 반응형 치료 소재 등으로 연구를 확대할 계획이다.

이 같은 연구 성과를 담은 논문은 국제 학술지 'Chem'의 9월호 표지논문으로 선정됐다.

제1저자는 국립부경대 김규린 박사, 교신저자는 국립부경대 곽민석 교수와 독일 RWTH 아헨공과대 안드레아스 헤르만(Andreas Herrmann) 교수다. 국립부경대 의공학전공 강현욱·임해균 교수도 공동연구자로 참여했다.