입력 2025.07.22 14:51
- 고가 장비·DNA 변형 없이 유전자 진단...
- 건국대 박기수 교수팀 신기술 개발
□ 국내 연구진이 별도의 DNA 정제나 화학적 변형 없이도 식중독균을 현장에서 2시간 이내 신속·정확하게 검출할 수 있는 현장형 유전자 진단 기술을 개발해 주목받고 있다.
□ 건국대학교 생물공학과 박기수 교수 연구팀은 대장균(O157:H7)과 리스테리아균을 감별할 수 있는 변형 없는 측방유동분석 기반 진단 플랫폼 ‘M-FLASH(Modification-Free Lateral Flow Assay for Specific Hybridization)를 개발하였다.
○ 이 기술은 복잡한 전처리 없이 단순 가열(Thermal lysis)로 유전자를 추출하고, 온도 변화 없이 증폭이 가능한 등온핵산증폭기술(LAMP)을 적용하여 장비 없이도 식중독균을 고감도로 검출할 수 있는 것이 특징이다.
□ 특히, M-FLASH는 고가의 형광탐지기나 복잡한 변형이 필요한 기존 진단법과 달리, DNA 올리고뉴클레오타이드에 변형을 가하지 않고도 색변화로 검출 가능한 세계 최초의 시스템으로 평가된다.
○ 이는 소금 기반 고정화 방식(SAIoNs)과 마이크로파-건조법을 활용한 금나노입자 탐침 기술 등을 통해 구현되었으며, 진단 비용을 획기적으로 낮추는 동시에 대량 생산에도 용이하다.
○ 연구진은 실제 양배추·육포·계란껍질 등의 실제 식품 시료에 인위적으로 균을 오염시켜 실증 실험을 수행, 대장균은 10¹ CFU/mL, 리스테리아균은 10² CFU/mL 수준에서 색 변화로 정확히 검출하는 데 성공했다.
□ 본 시스템은 다음과 같은 4가지 기술적 차별성을 바탕으로 기존 기술의 한계를 극복하였다.
① 유기용매나 효소 없이 단순 가열만으로 병원균 DNA 추출
② DNA 정제 없이 직접 등온핵산증폭 가능 → 분석 시간 단축
③ DNA 이중 서열 인식 프로브를 이용한 고정밀 하이브리디제이션 기반 검출
④ DNA 변형 없이 금나노입자 비색 반응으로 저비용·대량 제조 가능
○ 또한, 다중 진단(multiplex) 기능도 구현되어, 하나의 키트에서 대장균과 리스테리아를 동시에 구별·검출할 수 있으며, 스마트폰으로 결과를 판독하는 디지털화 시스템과의 연계도 가능하다.
□ 연구팀은 “기존 PCR 기반 시스템은 고가 장비와 전문 인력이 필수여서 현장 적용이 어려웠던 반면, M-FLASH는 개발도상국, 수출입 식품 검역, 항만·공항 방역, 재난 현장 등 자원이 부족한 곳에서도 바로 활용 가능한 유전자 진단 플랫폼”이라며,
○ “향후 식중독균뿐만 아니라 항생제 내성균, 수인성 병원체, 호흡기 바이러스 등 다양한 병원체 진단에도 응용이 가능한 핵심 기반 기술로 확장될 수 있다”고 밝혔다.
□ 이번 연구는 식품의약품안전처의 스마트 식품안전관리사업(21163MFDS501)과 한국연구재단의 우수신진연구사업(RS-2025-00520021)의 지원으로 수행되었으며, 국제 화학분석 분야 저명 학술지 Analytical Chemistry (IF 6.8, JCR 상위 5.2%)에 2025년 7월호 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 7월 15일 게재되었다.
※ 게재 논문 정보 - 저 널 명: Analytical Chemistry (IF 6.8/JCR 기준 상위 5.2%) - 논 문 명: Modification-Free Oligonucleotide-Utilized Lateral Flow Assay System for On-Site Detection of Foodborne Pathogens - 저자정보: (제1저자, 공동) 여승현(석사; 건국대), 조민철(석사; 건국대) |