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UNIST, 유전물질 조각 선택적으로 변형하는 기술 개발

송고시간2021-03-17 12:00

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울산과학기술원(UNIST)은 화학과 박철민 교수 연구팀이 유전물질 조각을 선택적으로 변형하는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

연구팀에 따르면 최근 속도를 내는 유전물질 기반 신약(mRNA 백신·RNA 희소 질환 치료제)의 대중화는 기존 유전물질의 단점을 보완하거나 특정 기능을 추가할 수 있는 값싸고 빠른 변형 기술 개발이 관건이다.

연구팀은 DNA(데옥시리보 핵산)나 RNA(리보 핵산) 조각인 '올리고뉴클레오타이드'(oligonucleotide)의 특정 위치에 작용기(특정 작용을 할 수 있는 원자단)를 붙일 수 있는 화학 촉매 기반 변형 기술을 개발했다.

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화학과 박철민 교수팀 연구…제약·생명과학 분야 응용 가능

UNIST 박철민 교수 연구팀
UNIST 박철민 교수 연구팀

왼쪽부터 박철민 교수, 이양하 연구원, 유은수 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 울산과학기술원(UNIST)은 화학과 박철민 교수 연구팀이 유전물질 조각을 선택적으로 변형하는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

연구팀에 따르면 최근 속도를 내는 유전물질 기반 신약(mRNA 백신·RNA 희소 질환 치료제)의 대중화는 기존 유전물질의 단점을 보완하거나 특정 기능을 추가할 수 있는 값싸고 빠른 변형 기술 개발이 관건이다.

연구팀은 DNA(데옥시리보 핵산)나 RNA(리보 핵산) 조각인 '올리고뉴클레오타이드'(oligonucleotide)의 특정 위치에 작용기(특정 작용을 할 수 있는 원자단)를 붙일 수 있는 화학 촉매 기반 변형 기술을 개발했다.

뉴클레오타이드는 DNA나 RNA의 기본 구조인데, 뉴클레오타이드가 수 개에서 수십 개씩 사슬처럼 이어지면 올리고뉴클레오타이드가 된다.

이 올리고뉴클레오타이드의 원하는 위치에 작용기를 붙여 유전 물질 기반 약물이 목표물에 잘 전달되게 돕는 것과 같은 효과를 얻는다.

연구팀이 개발한 기술은 로듐 금속 기반 화학 촉매를 이용해 올리고뉴클레오타이드의 구아닌 염기 부분만 선택적으로 변형시키는 것이다.

올리고뉴클레오타이드 사슬의 특정 위치를 변형하는 기술을 나타낸 그림
올리고뉴클레오타이드 사슬의 특정 위치를 변형하는 기술을 나타낸 그림

[울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

제1 저자인 이양하 석·박사통합과정 연구원은 "염기쌍(base-pair)을 형성하는 염기와 그렇지 않은 염기의 반응성 차이를 이용해 위치 선택성을 얻을 수 있었다"고 설명했다.

연구팀은 개발한 방식을 이용해 빛으로 제거할 수 있는 작용기를 붙이는 변형이나 올리고뉴클레오타이드끼리 이어 붙이는 반응에 성공했다.

또 변형된 올리고뉴클레오타이드를 'DNA 결합 단백질'(DNA 가닥에 결합해 구조를 유지해주거나 유전자 발현을 조절하는 단백질의 총칭)의 검출에도 응용했다.

박철민 교수는 "이 기술은 제약 분야뿐만 아니라 기초 생명과학 분야 연구, 나노공학 연구의 플랫폼 기술로 쓰일 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 16일(현지 시각) 발표됐다.

연구 수행은 삼성과학기술재단, 한국연구재단, 차세대유기합성센터의 지원을 받아 이뤄졌다.

yongtae@yna.co.kr

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