나노기술 및 정책 정보

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● 중국과학원의 양량바오 연구원 연구팀이 비선형 집결을 통해 표적을 “포위공격”할 수 있는 혁신적인 DNA 나노로봇 모델을 제시

● 최근 DNA 나노기술이 빠르게 발전하면서 다양한 DNA 나노구조체와 DNA 장비가 분석화학, 의학적 진단, 질병 치료 등 분야에서 널리 활용되는 상황

● 연구팀은 DNA 분자 비선형 자가조립 설계 원리를 혁신하여 자가조립 중에 흔히 나타나는 background leakage 문제를 해결하였고, 새로운 임베디드식 leak-resistant 프로그램을 코딩하여 슈퍼헤어핀(super-hairpin) 나노구조에 기반한 스마트 DNA 나노로봇 모델 2가지를 제시

● 2가지 로봇 모델은 다기능 로봇팔과 부속물(약물, signature tag, 표적 핀셋 등), 표적 검증기, 스마트 집결경로 컨트롤러 및 자가조립 모터 등 부품으로 구성되었으며 특정 표적이 나타났을 때만 반응

● ‘공격’ 대상이 나타났을 때 각 부품간 ‘협동작전’을 통해 비선형 집결 및 조립 완성, 큰 집합체를 형성하여 특정 표적 신호에 대한 비선형 증폭을 실현

● 연구팀은 암세포 소분자와 엑소좀을 표적으로 삼아 표면증강라만분광기술과 형광신호태그를 결부시킨 방법으로 이 모델의 성능을 검증하고 스마트 DNA 나노로봇의 센서, 바이오이미징, 약물전달 분야 응용 가능성을 제시

● 해당 연구성과는 새로운 첨단 신호증폭기 및 스마트 약물전달 나노캐리어 설계와 관련된 청사진을 제시했다는 평가

※ Nanoscale Horizons(2022.04.22.),“Intelligent and robust DNA robots capable of swarming into leakless nonlinear amplification in response to a trigger”