한국과학기술원(KAIST)은 윤태영 교수팀이 10분 이내에 DNA 나노구조를 형성할 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

2006년 개발된 오리가미 기술은 여러 개의 짧은 '스테이플러' DNA들을 종이접기하듯 접어서 임의의 형태를 갖는 DNA 나노구조를 만드는 방법으로, 섭씨 80∼90도까지 열을 가한 뒤 식히는 과정을 수십시간씩 여러 번 반복해 최적의 조건을 찾아야 했다.

하지만 윤 교수팀이 개발한 기술은 단분자 자기집게를 이용해 DNA 분자에 역학적 힘을 가하면서 동시에 DNA 상태도 측정할 수 있다. 

이렇게 하면 숨겨져 있던 반응 부위들이 상온에서 드러나기 때문에 열처리 과정과 달리 스테이플러 DNA들이 1분 안에 빠르게 붙을 수 있고 스테이플러 DNA들이 모두 붙은 뒤 자기력을 제거하면 자가조립과정을 통해 하나의 스테이플러 DNA가 뼈대 DNA의 여러 부분에 붙은 채 구조가 접히게 된다. 

윤 교수팀은 이 같은 방법으로 약 8분 만에 21㎚(1㎚ = 10억분의 1ｍ) 크기의 DNA 나노구조를 형성시켰다. 

윤태영 교수는 "기존 열처리 방법에서는 DNA들의 반응이 동시에 섞여 일어나기 때문에 어떤 온도에서 어떤 반응이 일어나는지 구분할 수 없었다"며 "자기집게를 이용한 신개념 방법을 통해 일련의 DNA 나노구조 형성과정을 잘 이해할 수 있는 동시에 형성시간도 10분 정도로 단축할 수 있다"고 말했다. 

윤 교수는 이어 "이번에 개발한 방법을 활용하면 더욱 고도로 프로그램된 새로운 DNA 나노구조 형성이 가능하며 DNA 나노구조를 이용한 항암제 표적치료 실험 등도 더욱 편하고 효율적으로 진행할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 

이 같은 연구성과는 세계적 학술지 네이처의 자매지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인판에 게재됐다.