온실효과 등 기후변화 문제 해결을 위해 유전자 조작 미생물로 이산화탄소(CO2)를 바이오디젤로 전환하는 CCS(Carbon Capture and sequestration) 기술이 주목받고 있는 가운데 여기에 사용되는 미생물을 만드는데 필요한 ‘유전자 스크리닝(탐색)’ 과정을 단축시킬 수 있는 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.
교육과학기술부는 최근 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터의 지원으로 고려대 화공생명공학과 심상준 교수팀이 생명체 유전자 발현 과정의 실시간 분석이 가능한 나노원천기술을 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
이산화탄소 전환 균주를 개발하려면 여기에 적용할 수 있는 변형된 유전자를 빠른 속도로 탐색하는 것이 중요하지만 그동안 유전자 스크리닝에 너무 많은 노동력과 시간이 소요돼 새로운 균주를 개발하는데 어려움이 있었다. 그러나 심상준 교수팀은 빛의 산란과 전자의 플라즈몬 공명 현상을 이용해 생명체의 유전자 발현 과정을 나노 수준에서 실시간으로 분석하는데 성공했다. 심 교수팀은 2㎚(나노미터·10억분의 1ｍ) 크기의 금나노 입자에 여러 가지 변형된 유전자를 결합시킨 후 빛을 투과해 산란 스펙트럼을 분석, 단백질과 유전자 간의 미세한 상호 작용을 검지했다. 또 동일한 금 나노입자의 표면에서 전자가 떨리는 현상인 플라즈몬 공명현상을 미세하게 분석해 유전자와 단백질간의 선택적인 친화성을 실시간으로 분석하는데 성공했다.
심상준 교수는 “이번에 개발한 분석시스템은 세포 내의 특정한 생체반응을 실시간으로 정량화하고 모니터링할 수 있어 이산화탄소의 생물학적 전환분야뿐 아니라 질병의 조기 진단 등 다양한 분야에 적용할 수 있다”며 “특히 이산화탄소 전환을 위한 균주 개량에 응용할 경우 미세조류를 이용한 이산화탄소 전환기술 개발주기를 혁신적으로 단축할 것으로 기대된다”고 말했다.
