[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 장(腸)내 염증 진단 스마트 미생물 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원(KRIBB)은 합성생물학전문연구단 이대희·이승구 박사팀과 실험동물자원센터 황정환 박사팀이 장내 염증 반응에 의해 생성되는 질산염(NO3-)을 장내미생물이 직접 감지해 형광신호를 내도록 하는 스마트 미생물 기술을 최초 개발했다고 14일 밝혔다.

장내 염증과 질산염 발생의 관계 및 질산염 감지 인공유전자회로[사진=한국생명공학연구원] 2020.10.14 memory4444444@newspim.com

연구팀은 산화질소의 최종 산화물인 질산염을 장내 염증 진단의 지표물질로 활용해 합성생물학 기반의 유전자회로를 개발했다.

이를 프로바이오틱스균(Escherichia coli Nissle 1917, EcN)에 도입해 비침습적 염증 진단이 가능한 스마트 미생물을 개발했다.

이 기술은 합성생물학을 기반으로 인공유전자회로를 제작하고 이를 프로바이오틱스에 도입해 비침습적 염증성 장질환의 진단이 가능하도록 했다.

최적화된 스마트 미생물은 장내 환경과 유사한 뮤신(mucin)이 함유된 혐기성 배지 조건에서도 질산염을 성공적으로 감지했다.

특히 혐기 호흡 시 질산염 외에 사용 가능한 다른 전자 수용체들을 대상으로 기질 특이성 실험을 진행한 결과 질산염에 대한 높은 특이성을 나타내는 것을 확인했다.

이 기술은 향후 장내미생물을 이용한 새로운 형태의 진단 및 치료제 개발에 기여를 할 것으로 기대된다.

이대희 박사[사진=한국생명공학연구원] 2020.10.14 memory4444444@newspim.com

이대희 박사는 "장내 염증의 지표물질인 질산염과 티오황산을 동시에 감지해 형광을 띄는 스마트 미생물을 활용, 비침습적 염증성 장질환 진단 기술 개발이 가능하다", "특히 형광 단백질을 염증을 치료할 수 있는 치료제로 대체할 경우 염증과 동시에 치료도 가능한 스마트 미생물 기술도 개발 가능하다"고 말했다.

이번 연구성과는 분석화학 분야의 세계적 저널인 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics)' 온라인 판에 지난 8월 20일 게재됐다. 

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