극미량 바이러스 RNA 즉시 검출 'CRISPR 진단기술' 개발…PCR 대체

생명연구원, 차세대 CRISPR 진단기술 확보, 병원서 검증 완료

검사시간 대폭 단축, 시간·비용 크게 절감 가능

[대전=뉴시스] 생명연구원이 PCR 없이도 극미량의 바이러스 RNA를 직접 검출하는 새로운 CRISPR 진단기술 개발했다. 연구진이 진단기술로 시험하고 있는 모습.(사진=생명연구원 제공)  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 강태준 박사이 우의전·박광현 박사팀과 공동연구를 통해 바이러스 유전자를 증폭하는 복잡한 과정 없이도 극미량의 바이러스 RNA를 즉시 찾아낼 수 있는 새로운 유전자 가위(CRISPR) 진단기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번 기술은 기존 중합효소 연쇄반응(PCR·유전자증폭기술) 진단보다 빠르고 간편하면서도 정확한 감염병 진단이 가능하다.

지금까지 널리 사용된 PCR 방식은 바이러스 유전자를 여러 번 복사하기 때문에 전문장비와 숙련된 인력, 긴 검사시간이 필요했다.

이번에 연구팀은 CRISPR 효소인 'Cas12a2'가 바이러스를 어떻게 인식하고 반응하는지를 규명하고 가장 잘 작동하는 조건을 찾아냈다.

이를 통해 유전자를 증폭하지 않아도 극미량의 바이러스 RNA를 직접 감지할 수 있는 새로운 진단기술을 확보하는데 성공했다.

연구팀에 따르면 Cas12a2는  바이러스 RNA가 맞는지 이중으로 확인할 수 있어 엉뚱한 신호에 속을 가능성을 크게 줄인다. 또 목표를 찾으면 주변 분자를 빠르게 여러 번 자르는 성질이 있어 아주 약한 신호도 포착할 수 있다.

연구팀은 해당기술로 코로나19 바이러스를 얼마나 정확하게 찾아낼 수 있는지 확인키 위해 바이러스 유전체를 분석하고 바이러스를 인식하는 11가지 도구(crRNA)를 만들었다.

여러 조합을 시도한 결과 서로 다른 네가지를 함께 사용하면 하나만 사용할 때보다 바이러스를 찾는 정확도와 민감도가 크게 높아지는게 확인됐다.

특히 이 네가지 조합은 기존보다 최대 1000배 더 적은 양의 바이러스도 검출할 수 있었고 실제로 1fM(펨토몰·1000조 분의 1몰 수준의 극미량) 수준까지 탐지가 가능했다.
 
이어 다양한 코로나19 변이를 대상으로 시험을 진행해 알파·델타·오미크론 등 26종의 변이를 모두 정확히 검출하는데 성공했으며 감기를 일으키는 일반 코로나바이러스·독감·MERS 등 다른 바이러스에는 전혀 반응하지 않아 목표 바이러스만 골라내는 높은 선택성도 확인됐다.
 
이번 연구 성과는 국제 과학저널인 'Nucleic Acids Research'에 지난달 24일 발표됐다.
 
연구책임자 강태준 박사는 "병원에서 진행한 시험에서 PCR 검사와 민감도·특이도가 100% 일치하는 정확도를 보여 임상 현장에서 활용가능성이 입증됐다"며 "유전자 증폭 없이도 바이러스 RNA를 정확하게 찾아낼 수 있다는 점에서 이번 기술은 큰 의미를 갖는다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]