항암제·난치병 신약 발굴속도 높일 '화합물 도서관' 100배 키웠다

이병구 기자 2025. 4. 15. 13:24
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국내 연구팀이 기존보다 100배 이상 다양한 화합물 '라이브러리(library)'를 구축해 항암제·난치병 신약의 후보물질 발굴 속도를 높일 수 있는 플랫폼을 개발하는 데 성공했다.

포스텍은 임현석 화학과·첨단재료과학부·융합대학원 교수, 서종철 교수 공동연구팀이 나노입자 표면에 DNA와 화합물을 결합하는 방식으로 신약 후보물질을 동시에 수억 개 이상 발굴할 수 있는 플랫폼인 'NanoDEL'을 개발했다고 15일 밝혔다.

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왼쪽부터 임현석 포스텍 화학과·첨단재료과학부·융합대학원 교수, 왕희명 연구원, 서종철 교수. 포스텍 제공

국내 연구팀이 기존보다 100배 이상 다양한 화합물 '라이브러리(library)'를 구축해 항암제·난치병 신약의 후보물질 발굴 속도를 높일 수 있는 플랫폼을 개발하는 데 성공했다. 

포스텍은 임현석 화학과·첨단재료과학부·융합대학원 교수, 서종철 교수 공동연구팀이 나노입자 표면에 DNA와 화합물을 결합하는 방식으로 신약 후보물질을 동시에 수억 개 이상 발굴할 수 있는 플랫폼인 'NanoDEL'을 개발했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 2월 26일(현지시간) 국제학술지 '미국 화학회지'에 공개됐다.

신약 개발은 보통 화합물을 하나씩 검증하는 방식으로 진행돼 수년 이상의 긴 시간이 걸린다. 최근 등장한 'DNA-암호화 라이브러리(DNA-encoded library, DEL)' 기술은 각각의 고유한 DNA 태그와 연결된 대규모 화합물 라이브러리를 구축하고 수억 개 이상의 화합물을 동시에 분석할 수 있다. 신약 후보물질 발굴 효율성을 극대화하는 기술로 주목받는다.

기존 DEL은 DNA의 안정성을 유지하기 위해 모든 반응이 물속에서만 진행돼야 한다는 제약이 있다. DNA가 다양한 화학 반응에서 쉽게 손상돼 실제로 활용할 수 있는 화학반응이 매우 제한된다는 단점도 걸림돌이다. 라이브러리의 화학적 다양성을 확대하기 어렵다는 뜻이다.

연구팀은 물이 아닌 유기용매에서도 안정적으로 분산되는 나노입자 표면에 DNA와 화합물을 결합시키는 NanoDEL을 개발했다. NanoDEL은 기존 기술로 불가능했던 무수반응이 가능해지는 등 용매 종류와 관계없이 다양한 화학 반응을 수행할 수 있다. 무수반응은 수분에 민감한 시약을 사용하는 화학 반응으로 물속에서 진행되는 기존 DEL에서는 구현할 수 없었다.

NanoDEL은 DNA 손상 문제도 해결했다. 한 나노입자에 동일한 DNA 태그를 여러 개 부착하면 일부 DNA가 손상되더라도 남아 있는 '백업 태그'를 통해 화합물을 분석할 수 있도록 설계한 것이다.

논문 제1 저자인 왕희명 포스텍 연구원은 "NanoDEL 기술은 기존보다 100배 이상 다양한 화합물 라이브러리를 구축할 수 있어 난치병 치료제 개발 기간을 획기적으로 단축하고 신약 후보물질 발굴 가능성을 크게 높일 것"이라고 밝혔다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1021/jacs.4c13487

포스텍 연구팀 연구결과가 소개된 미국화학회지 표지. 나노입자에 부착된 DNA마다 화합물이 달려 있다. ACS 제공

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]

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