4시간만에 코로나19 확인 기술 개발..국내 연구진 논문발표

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.

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