한국생명공학연구원 고경철 박사와 성균관대 권오석 교수 공동 연구팀은 초고속·고 민감도로 유전자 정보를 분석할 수 있는 '플라즈모닉 광열 기반 디지털 유전자증폭(PCR) 기술'을 개발했다고 4일 밝혔다.

PCR는 바이러스 내의 유전물질을 복제·증폭하는 분자 진단 기술이다. 현재 병원에서 널리 쓰이는 실시간 유전자증폭검사(RT-PCR)는 진단에 시간이 오래 걸리고 대형 장비가 필요하다는 한계가 있다.

연구팀은 빛을 열로 바꾸는 플라즈모닉 소재를 이용해 온도를 빠르게 조절함으로써 유전자 증폭 효과를 높이는 데 성공했다.

이를 통해 기존 PCR보다 4배 빠른 속도와 10배 높은 민감도를 갖는 디지털 PCR 기술을 구현했다.

실제 치주질환을 일으키는 충치균·치주염 유발균 등 4종의 세균 유전자를 대상으로 검증실험을 진행, 14분 만에 유전자 증폭을 완료했고 이후 9분 이내에 고해상도 형광 스캔을 통해 유전자를 확인했다.

치주질환뿐만 아니라 데옥시리보핵산(DNA) 기반 진단이 필요한 감염병 대응, 식중독 진단, 암 조기진단 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

권오석 교수는 "현장에서 신속하게 대응할 수 있는 디지털 체외분석 기술로, 병원에서 환자의 상태를 빠르게 파악하고 조기에 치료하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '에이씨에스 나노'(ACS Nano) 지난달 24일 자 온라인판에 실렸다.