공기 중 박테리아를 색변화로 알아냈다

생명공학연구원, 박테리아 검출 시약 개발
공기중 박테리아 있을땐 자주색으로 변해

한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 임은경 박사팀이 개발한 시약이 공기 중 다양한 농도의 박테리아를 접촉했을때 색 차이가 났다. 윗줄은 세레우스균, 중간은 황색포도상구균, 아랫줄은 마이크로코커스 루데우스 박테리아로 시약의 성능을 테스트했다. 생명공학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 임은경 박사팀이 현장에서 실시간으로 공기중 병원성 박테리아 유무를 알아낼 수 있는 기술을 개발했다. 연구진이 제작한 노란색의 시약은 공기중의 박테리아와 접촉하면 자주색으로 변한다.

임경은 박사는 16일 "유전자가위 기술과 비색 변화 기술을 융합해 전문가가 아니더라도 현장에서 시각적으로 신속하게 공기 속 부유하는 병원성 박테리아의 존재 여부를 확인할 수 있다"며, "향후 제품화를 통해 실내외 환경 모니터링과 공중 보건관리 및 감염병 예방 및 확산 방지에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

최근에는 유전자 증폭기술(PCR)이나 염기 서열 분석 기술(NGS), 질량 분석 기술(MS) 등 첨단기술을 이용하면서 신속성과 정확성은 높아졌지만, 고가의 장비와 전문기술이 필요하거나 높은 검사 비용이 든다. 또 현장에서 샘플을 채취한 후 분석을 위해 실험실로 운반하는 과정에서 샘플이 오염될 가능성도 존재한다.

연구진은 박테리아가 유레이스라는 효소를 생산하는데 이 유레이스가 암모니아를 만들어낸다는 것에 착안해 암모니아를 만나면 노란색에서 밝은 자주색으로 색이 변하는 시약을 만들었다.

시약에는 크리스퍼(CRISPR) 유전자가위 기술을 적용해 표적 박테리아 유전자와 결합하면 유레이스 효소 발생이 증폭돼 보다 민감하고, 극명한 색 변화를 일으키도록 했다. 이를통해 1시간 이내에 육안으로 표적 박테리아를 검출해 냈다.

또 시약의 상태를 분석할 수 있는 스마트폰 앱을 개발했다. 연구진은 "함께 개발한 스마트폰 앱으로 더욱 정밀하고, 빠르게 박테리아의 농도를 빠르고 쉽게 정량화해 분석할 수 있다"고 설명했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 박테리아 검출 시약 기술을 환경 분야의 국제 학술지 '유해 물질 저널(Journal of Hazardous Materials)'에 발표했다.
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