나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 영국 University of Leeds와 중국 Southern University of Science and Technology, Fudan University의 연구진으로 구성된 국제 공동 연구팀이 금 나노클러스터를 이용하여 항생제 내성을 극복할 수 있는 기술을 개발

● 2020년 세계보건기구(WHO)는 전 세계적으로 항생제에 대한 내성이 매우 위험한 수준으로 증가하고 있다는 보고서를 발표

● 수년 동안 연구자들은 금 나노입자의 항균 특성을 인식하고 있었지만, 건강한 세포에 해를 끼치지 않으면서 박테리아 감염 부위에 나노입자를 전달하는 방법을 찾기 위해 연구에 매진

● 연구팀은 건강한 세포에 덜 해로우면서 금 나노클러스터의 항균 특성에 명향을 미치지 않도록 분자 막(molecular envelope) 내로 금 나노클러스터를 패키징하는 방법을 개발

● 연구팀은 자연에 존재하는 정전기력에 착안하여 (+)로 대전된 분자(리간드)로 금 나노클러스터를 둘러쌈으로써 정전기력에 의해 강한 (-)를 나타내는 박테리아 세포 벽과 결합한 후 이를 파괴함으로써 내성 극복

● 추가로, 나노클러스터를 둘러싼 분자 막의 독성을 줄이기 위하여 다른 성질을 가진 리간드로 한번 더 패키징하였으며, 해당 방식의 리간드 이중 포장은 금 나노클러스터와 세포 사이의 이질성을 줄이고, 나노클러스트가 더 쉽게 신장을 거쳐 몸 밖으로 배출되도록 함.

● 연구팀이 개발한 분자막을 이용한 금 나노클러스터 패키징 기술은 박테리아의 항생제 내성을 교란해, 기존 항생제가 다시 효과를 내게 만드는 기술이며, 25개의 금 원자로 구성된 나노클러스터(Au25)는 박테리아 세포의 외막을 파괴해 항생제의 침투성을 높이는 작용을 함.

● 테스트 결과, 기존 항생제와 금 나노클러스터를 함께 투여하면, 병원 내 감염의 주범인 MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균)에도 항균 효과가 강해진 것을 확인

※ 용어설명

- 나노클러스터(Nanocluster): 지름 1~3nm(나노미터)의 나노입자로, 복수의 원자로 이뤄진 집합체

- 리간드(ligand): 수용체와 결합하는 약제, 항체, 호르몬 등의 분자 

※ Chemical Science 게재(2021.10.25.), “Controlling the pyridinium–zwitterionic ligand ratio on atomically precise gold nanoclusters allowing for eradicating Gram-positive drug-resistant bacteria and retaining biocompatibility”