유전자 가위 기술 최적화로 40분 이내 항생제 내성 유전자 검출
유전자 가위 기반 유전자 검출 원리 [국립보건연구원 제공]
(서울=연합뉴스) 성서호 기자 = 질병관리청 국립보건연구원은 병원성 세균의 주요 내성 유전자를 40분 안에 검출할 수 있는 현장형 유전자 검출 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
이 기술은 유전자가위(CRISPR) 기술과 유전자 증폭 기술을 결합한 것이다. 복잡한 장비 없이도 현장에서 항생제 내성 유전자를 신속히 검출할 수 있고, 검출 과정에서 교차 오염을 완전히 차단한 것이 특징이다.
국립보건연구원에 따르면 최근 국내 병원에서는 강력한 항생제인 카바페넴에도 내성을 가진 '카바페넴 분해 효소 생성 장내세균목'(CPE) 감염이 늘고 있다.
CPE는 중증 감염을 일으킬 수 있고, 병원 내에서 빨라 확산해 조기 발견이 매우 중요하다.
특히 CPE가 보유한 카바페넴 분해 효소 유전자의 종류에 따라 치료에 사용할 수 있는 항생제가 달라져 이를 신속하게 확인하는 분자 진단의 중요성이 더욱 커지고 있다.
기존 검사법으로 유전자증폭 검사(PCR)가 있으나 이 검사법은 정확도가 높은 대신 검사 시간이 길고 전문 장비와 인력이 필요하다는 단점이 있다.
이에 국립보건연구원 연구팀은 유전자의 증폭과 검출 과정을 하나의 시험관에서 동시에 진행하는 '단일튜브(one-pot) CRISPR 분자 진단' 방식을 개발해 검사 과정을 대폭 단순화하고 검출 성능을 높였다.
그 결과, 주요 카바페넴 내성 유전자인 KPC와 NDM을 매우 낮은 농도에서도 검출할 수 있었다. 실제 환자 검체 평가에서 민감도 94.4%, 특이도 98.7%를 기록했다.
국립보건연구원 관계자는 "민감도가 높다는 건 찾으려는 유전자가 아주 적게 있어도 검출할 수 있다는 것을 뜻한다"며 "특이도가 높은 건 다른 유전자들이 섞여 있더라도 목표 유전자를 잘 검출할 수 있다는 의미"라고 설명했다.
남재환 국립보건연구원장은 "이번 연구는 현장형 분자 진단 기술의 새로운 기반을 마련했다는 점에서 의미가 있다"며 "실증 연구를 통해 현장 적용성을 높이고, 실제 의료 환경에서도 활용할 수 있는 제품화 단계로 발전시켜 나가겠다"고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '바이오센서스&바이오일렉트로닉스'(Biosensors and Bioelectronics)에 실렸다.
또 국내 우수 연구성과 소개 플랫폼인 생물학연구정보센터(BRIC)의 '한국을 빛내는 사람들'(한빛사)에도 선정됐다.
최용대 발행인/ 주필
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