[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = KAIST는 생명과학과 오병하 교수가 미국 워싱턴주립대학과 고감도의 단백질 센서 플랫폼을 개발했다고 5일 밝혔다.

연구팀은 자연에 존재하는 단백질에 의존하지 않고 계산적 단백질 디자인 방법으로 인공적인 골격 단백질을 창출하고 이를 두 부분으로 나눠 심해 새우가 만드는 발광 단백질과 재조합해 단백질을 감지하는 기능을 부여했다.

이렇게 만들어진 두 요소(two-component) 단백질 시스템은 그 자체로는 발광하지 않다가 감지하려는 표적 단백질이 존재하면 이와 결합하고 결과적으로 발광하도록 디자인됐다.

연구팀이 개발한 단백질 센서 시스템의 작동 모식도[사진=카이스트] 2021.02.04 memory4444444@newspim.com

그 발광 정도는 표적 단백질의 농도에 비례해 빛을 발생하기 때문에 발광의 세기를 측정함으로써 표적 단백질의 존재와 그 농도를 감지할 수 있다.

발생하는 빛은 시료의 전처리 없이도 감지할 수 있고 발광 반응은 즉각적이며 1시간 안에 종료되기 때문에 기존 발색 반응의 측정보다 쉽다는 장점이 있다.

연구팀이 창출한 단백질 시스템은 마치 레고 블록처럼 사용돼 여러 다양한 단백질 센서를 편리하게 제작하는데 쓸 수 있는 플랫폼을 제공한다.

실제 발표된 논문에는 B형 간염 바이러스 단백질 센서, 코로나바이러스 단백질 센서 등 8개의 고감도 단백질 센서를 제작해 이 단백질 센서 플랫폼의 높은 응용성을 보여준다.

이 단백질 센서의 작동 방식은 자연계에서는 그 예를 찾을 수 없어 자연의 모방을 넘어 자연에 존재하지 않는 단백질과 기능을 창출할 수 있다는 예를 보여준다.

KAIST 생명과학과 오병하 교수[사진=카이스트] 2021.02.04 memory4444444@newspim.com

이번 연구는 LG연암문화재단의 지원으로 KAIST 오병하 교수가 미국 워싱턴 주립대학 데이비드 베이커(David Baker) 교수 실험실에 1년간 방문해 함께 진행했다.

KAIST 생명과학과 이한솔 박사와 강원대학교 홍효정 교수가 참여한 이번 연구결과는 연구의 우수성을 인정받아 종합 과학 분야의 국제학술지 '네이처(Nature)'에 지난 1월 27일 게재됐다.

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