KPI뉴스 - "감염균, 3시간 안에 99% 정확도 판별"…UNIST 진단기술 개발

  • 구름많음고창군19.6℃
  • 비홍성17.0℃
  • 구름많음강진군23.7℃
  • 흐림동두천18.5℃
  • 흐림청주22.7℃
  • 구름많음보성군23.1℃
  • 구름많음통영22.1℃
  • 구름많음부산21.3℃
  • 구름많음북창원23.9℃
  • 흐림부안19.5℃
  • 흐림서산13.4℃
  • 흐림수원18.9℃
  • 흐림서청주21.8℃
  • 흐림군산18.1℃
  • 구름많음함양군25.7℃
  • 구름많음영주24.0℃
  • 흐림양평20.1℃
  • 맑음울진16.6℃
  • 구름많음남원24.9℃
  • 흐림대전22.4℃
  • 구름많음목포19.7℃
  • 구름많음산청24.5℃
  • 구름많음대구27.0℃
  • 구름많음문경24.0℃
  • 구름많음완도22.7℃
  • 구름많음여수21.6℃
  • 맑음의성27.2℃
  • 구름많음인제21.7℃
  • 흐림천안20.1℃
  • 맑음영천22.1℃
  • 구름많음태백13.9℃
  • 구름많음순천22.7℃
  • 흐림이천20.7℃
  • 흐림강화15.6℃
  • 구름많음밀양25.9℃
  • 흐림영광군18.6℃
  • 흐림원주21.4℃
  • 구름많음보은21.9℃
  • 맑음포항17.4℃
  • 흐림서울18.9℃
  • 구름많음임실20.3℃
  • 구름많음해남21.9℃
  • 구름많음합천26.5℃
  • 맑음영덕16.8℃
  • 구름많음충주23.1℃
  • 구름많음장수21.9℃
  • 맑음김해시22.4℃
  • 구름많음성산19.5℃
  • 구름많음흑산도18.0℃
  • 구름많음울산21.1℃
  • 흐림춘천21.0℃
  • 구름많음봉화23.5℃
  • 흐림북강릉14.4℃
  • 흐림북춘천21.1℃
  • 흐림전주20.1℃
  • 구름많음상주25.0℃
  • 구름많음울릉도14.8℃
  • 구름많음고흥23.5℃
  • 흐림금산21.9℃
  • 맑음북부산23.5℃
  • 흐림파주16.6℃
  • 맑음양산시24.6℃
  • 맑음경주시21.3℃
  • 흐림백령도13.0℃
  • 구름많음남해22.8℃
  • 구름많음영월22.2℃
  • 구름많음진주23.7℃
  • 구름많음거제21.9℃
  • 흐림정읍21.4℃
  • 흐림정선군21.9℃
  • 구름많음거창24.7℃
  • 구름많음광양시24.1℃
  • 흐림인천17.0℃
  • 구름많음광주22.6℃
  • 흐림보령17.2℃
  • 구름많음고산19.2℃
  • 흐림대관령8.6℃
  • 흐림철원19.6℃
  • 구름많음창원20.4℃
  • 맑음구미28.1℃
  • 흐림고창19.4℃
  • 흐림홍천21.4℃
  • 구름많음추풍령23.3℃
  • 흐림강릉14.9℃
  • 구름많음제천21.5℃
  • 흐림순창군22.1℃
  • 흐림세종20.1℃
  • 구름많음진도군19.2℃
  • 구름많음장흥22.2℃
  • 구름많음속초13.9℃
  • 구름많음제주19.6℃
  • 구름많음안동25.7℃
  • 흐림부여20.2℃
  • 흐림동해14.2℃
  • 구름많음의령군25.4℃
  • 구름많음서귀포19.4℃
  • 맑음청송군24.1℃

"감염균, 3시간 안에 99% 정확도 판별"…UNIST 진단기술 개발

최재호 기자
기사승인 : 2025-03-12 08:25:44
"골든타임 중요한 패혈증 같은 질환 치명률 낮출 수 있을 것"

감염 원인균을 100%에 가까운 정확도로 3시간 안에 판독해낼 수 있는 진단 기술이 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. 세균 배양이나 PCR 분석보다 훨씬 빠르고 정확해, 항생제 투여 골든 타임이 중요한 패혈증과 같은 질환을 치명률을 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

 

▲ 김하진 교수(좌측)와 김성호 박사(제1저자) [울산과학기술원 제공]

 

UNIST(울산과기원)는 바이오메디컬공학과 김하진·권태준·강주헌 교수팀이 인공 설계 분자인 PNA를 프로브(probe)로 이용한 'FISH 진단 기술'을 개발했다고 12일 밝혔다. 

 

'FISH 기술'은 프로브 분자가 세균의 특정 유전자 서열과 결합하면 발생하는 형광 신호를 읽어 내는 원리의 진단 기술이다. 이번에 개발된 FISH 기술은 PNA 분자 두 개를 동시에 사용하는 방식이다. 

 

연구팀은 2만종의 세균 게놈 서열을 분석해 특정 종의 리보솜 RNA에만 붙도록 PNA 서열을 설계했다. PNA는 일반적인 DNA 기반 프로브에 비해 서열 불일치 민감도가 크며, 세균의 세포벽을 투과하는 성능도 뛰어나다. 또 두 개의 PNA가 모두 표적 부위에 달라붙어야만 신호가 발생하기 때문에 프로브 분자가 결합 부위를 잘못 찾아 생기는 혼선(crosstalk)을 크게 줄일 수 있다. 이를 통해 개별 세균 감염에 대한 검사뿐만 아니라 여러 세균이 섞여 있는 상황에도 정확도를 높였다.

 

이 진단 기술은 대장균·녹농균·황색포도상구균 등 세균 7종을 개별 샘플에서 검출하는 실험에서, 황색포도상구균을 제외하고는 모두 99% 이상의 검출 정확도를 보였다. 황색포도상구균은 96.3%의 정확도로 검출됐다. 여러 종류의 균이 섞인 상황에서의 성능도 검증했다. 장구균과 대장균을 섞어 실험한 결과, 두 균 모두 99% 이상의 검출 정확도를 보였다.


PNA 분자 두 개를 이용한 기술은 포스터 공명 에너지 전달 현상(Förster Resonance Energy Transfer)을 기반으로 한다. 두 개의 PNA 분자가 가까이 있을 때, 한 분자에서 다른 분자로 에너지가 전달되는데, 이때 에너지를 받은 분자가 내는 형광을 측정하는 원리다.


김하진 교수는 "패혈증, 요로 감염, 폐렴 등 즉각적인 항생제 치료가 필요한 감염병 진단과 불필요한 항생제 사용을 줄이는 데 도움이 될 것"이라고 기대했다. 연구팀은 실제 환자로부터 채취한 혈액을 이용한 추가 실험을 통해 임상 적용을 모색할 계획이라고 덧붙였다.


이번 연구는 UNIST 김성호 박사와 현휘 박사가 제1 저자로 참여했다. 한국연구재단, 기초과학연구원(IBS), 국립보건연구원, UNIST의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구 결과는 국제학술지 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스'(Biosensors and Bioelectronics)에 3월 1일 자로 출판됐다.

 

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]