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4시간만에 코로나19 확인 기술 개발..국내 연구진 논문발표

김양수 입력 2020. 03. 11. 17:03

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IBS 생명안전2등급 시설서 사용가능 기술 개발, 비용도 획기적 절감
코로나19 특정 DNA에 증폭하는 '프라이머' 9세트 개발
개발된 프라이머, 코로나19 바이러스 4개 부분서 증폭 확인
[대전=뉴시스] 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 감염여부를 실험실에서 신속히 확인할 수 있는 기술이 IBS에 의해 개발됐다. 무증상자를 타킷으로 하는 이번 기술은 진단비용은 1만8000원 미만이고 소요 시간은 4시간 이내다.

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 전국 생명실험실 등에서 빠르게 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 음성 여부를 진단할 수 있는 기술을 개발했다.

이 기술은 샘플 채취부터 검출까지 소요되는 시간은 4시간 이내, 비용은 1만8000원 수준으로 피검자의 부담을 줄일 수 있고 특히 진단대상이 아닌 검사 사각지대의 무증상자에 대한 감염여부를 빠르게 확인할 수 있다.

기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 인지 교세포과학 그룹 이창준 단장 연구팀은 생물안전 2등급 시설에서 코로나19 바이러스를 손쉽게 검출할 수 있는 프로토콜을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번에 연구팀은 실시간 유전자증폭기술(rt-PCR)을 활용해 간단하지만 정확하게 코로나19 바이러스를 검출할 수 있는 방법을 제시하고 유전자 증폭을 위해 개발한 프라이머를 논문을 통해 공개했다.

논문은 한국뇌신경과학회와 한국퇴행성신경질환학회의 공식 학술지 'Experimental Neurobiology'로 이날 오후 5시에 게재됐다. 논문명은 Development of a Laboratory-safe and Low-cost Detection Protocol for SARS-CoV-2 of the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)다.

rtPCR(reverse transcriptase Polymerase Chain Reaction)는 DNA를 증폭시키는 중합효소 연쇄반응(PCR)의 한 종류로 RNA에 의해 생성된 상보적 DNA(cDNA)를 증폭하는 실험기법이다.

연구팀이 제시한 프로토콜은 검사대상자의 조직샘플에서 추출한 RNA를 rt-PCR기법을 활용, 상보적 DNA(cDNA)로 변환한 뒤 코로나19 바이러스 대조군과 비교해 음성여부를 판별하는 방식이다.

이 과정에서는 코로나19 바이러스의 특정 DNA 부위를 증폭하는 프라이머(primer)가 필수적으로 이용된다.

이를 위해 연구팀은 코로나19 바이러스에만 존재하는 특정 DNA를 증폭시키는 프라이머 9세트를 자체개발한 뒤 실험을 통해 개발한 프라이머가 코로나19 바이러스의 특정 DNA 네 부분에서 증폭되는 것을 확인했다.

네 부분은 ▲RNA-의존성 RNA 중합효소 유전자(RdRP) ▲스파이크 단백질 유전자(spike protein gene, S) ▲피막 단백질 유전자(envelope protein gene, E) ▲뉴클레오캡시드 단백질 유전자(nucleocapsid protein gene, N) 등으로 개발된 세트들은 이를 표적으로 코로나19 바이러스의 존재 여부를 확인한다.

키트를 통해 네 부분 모두 음성반응이 나오면 코로나19 바이러스에 감염되지 않았다는 의미이고, 한 부분에서라도 양성반응이 나오면 의학적 검증이 필요하다.

이 단장팀이 제시한 이번 기술을 이용하면 일반적인 분자생물학 실험을 할 수 있는 생물안전 2등급 시설에서 건당 1만8000원 수준으로 4시간 내 코로나19 바이러스를 검출할 수 있다.

생명안전 2등급 시설은 고압멸균기가 설치돼 있는 일반적인 실험실 환경조건에 추가적으로 생물안전작업대(BSC) 및 장갑, 실험복, 마스크 등 적절한 개인 보호 장비를 갖춰야하는 독립시설이다. 질병관리본부는 생물안전 2등급수준 이상 시설에서 코로나19 관련 검체 등 감염성 물질을 취급할 수 있도록 규정하고 있다.

따라서 코로나19에 대한 연구와 검사 등을 하는 곳이라면 이번 기술을 활용할 수 있다.

이창준 단장은 "미국 질병관리본부 프라이머를 활용해 실험했지만 정확하지 않아 자체적으로 개발했다”며 "연구에서 제시된 프라이머는 양성판별에도 사용가능하지만, 이번 연구는 음성판별을 위한 목적으로 진행됐다"고 설명했다.

이 단장은 "특정 DNA 중 한 부분이라도 양성반응을 보이면 즉각 의학적 치료를 권장하고 네 부분 모두 음성반응이 나오면 코로나19 바이러스에 감염되지 않았다는 뜻"이라며 "코로나19 바이러스뿐만 아니라 미래에 발생할 수 있는 유행성 바이러스에도 적용 가능할 것"이라고 덧붙였다.

☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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