특정 슬롯사이트의 원하는 부위만 정확하게 변형할 수 있는 첨단 기술이 개발됐다. 새로운 기술이암 진단과 치료 기술 발전에 기여할 수 있을 것으로 전망된다.

포항공과대학교(POSTECH)신소재공학과 오승수 교수, 조혜성 박사 연구팀은 복잡한 생체 환경에서도 특정 슬롯사이트만 선택적으로 변형할 수 있는 바이오 결합 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

슬롯사이트은 인체 구성의 핵심 요소로, 질병 진단과 치료 연구에서 중요한 역할을 한다. 특정 슬롯사이트에 형광 물질을 부착해 암세포를 식별하는 등 슬롯사이트을 활용한 바이오 결합 기술은 질병 진단과 신약 개발에 활용되고 있다.

그러나 기존 방법들은 여러 한계를 가지고 있었다. 변형할 수 있는 슬롯사이트 종류가 제한적이거나 유전자 조작이 필요한 경우가 많았다. 또한 무작위 변형으로 인해 슬롯사이트의 고유 기능이 손상될 위험이 컸고, 생체 환경에서 특정 슬롯사이트만 선택적으로 변형하는 것이 기술적으로 어려웠다.

이런 한계를 극복하기 위해 연구팀은 '디옥시옥사노신(deoxyoxanosine, dOxa)'이라는 화합물을 핵산 기반 분자 인식 물질인 압타머(aptamer)와 결합해 특정 슬롯사이트의 원하는 부위만 정밀하게 변형하는 기술을 구현했다. dOxa는 DNA의 서열 중 G에 해당하는 디옥시구아노신의 질소 원자 하나가 산소로 치환된 형태의 핵산이다.

연구팀은 이 기술을 이용해 표적 슬롯사이트의 45개 반응기 중 단 하나에만 dOxa를 선택적으로 결합시키는 데 성공했다. 연구팀에 따르면 dOxa가 기존의 생체분자 변형 물질(NHS ester)보다 안정적이라고 주장했다. 또한 실온에서 한 달 이상 보관이 가능하며, 생체 환경에서도 4시간 만에 거의 100% 결합하는 높은 효율을 보였다고 덧붙였다.

연구팀은 살아있는 세포에서 암세포 주요 지표 슬롯사이트인 PTK7과 뉴클레올린(nucleolin)을 동시에 각각 선택적으로 표지하는 데도 성공했다. 이를 통해 생체 내 슬롯사이트의 움직임을 실시간으로 관찰하고, 암세포 성장 과정에서 이 지표 슬롯사이트 수용체의 역할을 규명할 수 있었다.

생체 환경에서 슬롯사이트의 기능을 떨어뜨리지 않으면서 자연 상태의 특정 슬롯사이트만 변형하는 데 성공한 것은 이번이 처음이다. 기존 기술로는 반응 용액 속에 있는 다양한 슬롯사이트을 정밀하게 변형하는 데 한계가 있었다.

이번 기술은 암 진단과 치료를 넘어 다양한 분야에 적용될 것으로 전망된다. 예를 들어, 특정 암세포만을 타깃으로 하는 '항체-약물 접합체' 개발, 암 조직을 선명하게 구별할 수 있는 생체 영상 기술, 그리고 특정 슬롯사이트을 조절하여 치료 효과를 극대화하는 맞춤형 정밀 치료 등에서 활용될 수 있다.

오승수 교수는 "이 기술은 슬롯사이트 기반 치료제와 생체 영상 기술, 표적 약물 전달 같은 분야에서 널리 활용될 것"이라는 기대를 전했다.

이어 조혜성 박사는 "특정 슬롯사이트을 원하는 방식으로 정밀하게 변형할 수 있는 접근 방법을 제시했다"라며 "앞으로 항체 약물 결합체, 생명 메커니즘 연구 등 다양한 분야로 연구를 확장할 계획"이라고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 온라인판 부표지 논문으로 선정됐다.

/ 슬롯사이트코리아 육지훈 기자 jihun.yook@fortunekorea.co.kr