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National Nanotechnology Policy Center

나노기술 및 정책 정보

미국 신속한 COVID-19 테스트를 보다 정확하고 신뢰도를 높이는 바이러스와 유사한 프로브

페이지 정보

발행기관
Phys.org
저자
 
종류
R&D
나노기술분류
 
발행일
2020-12-01
조회
2,712

본문

캘리포니아 대학교(University of California - San Diego) 연구팀이 양성 대조군으로 알려진 새롭고 개선 된 프로브를 개발하여 전 세계에서 COVID-19에 대한 신속한 현장 진단 테스트를 보다 쉽게 검증할 수 있게 함. 바이러스와 유사한 입자로 만든 양성 대조군은 안정적이고 제조하기 쉬움. 연구원들은 이 방법에 대한 컨트롤이 더 간단하고 빠르며 저렴하면서 새로운 COVID-19 테스트의 정확도를 향상시켜 실험실 외부에서도 테스트할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 말함. 연구팀의 목표는 최첨단 시설이 있는 병원이 아니라 정교한 인프라나 숙련된 인력이 없을 수 있는 자원이 부족하고 서비스가 부족한 지역에서 활용할 수 있도록 하는 것임.

양성 대조군은 실험실의 필수 요소이며 테스트 또는 실험이 실제로 작동하는지 확인하는 데 사용됨. 오늘날의 COVID-19 검사를 검증하는 데 주로 사용되는 양성 대조군은 감염된 환자의 네이키드 합성 RNA, 플라즈미드 또는 RNA 샘플임. 그러나 문제는 RNA와 플라즈미드가 바이러스 입자처럼 안정적이지 않다는 것임. 쉽게 분해되고 냉장 보관해야하므로 전 세계로 배송하거나 장기간 보관하는 데 불편하고 비용이 많이 발생함. UC 샌디에고 연구진은 SARS-CoV-2 바이러스의 RNA 세그먼트를 바이러스와 유사한 입자로 패키징함으로써 COVID-19 테스트에 대한 양성 대조군을 만들 수 있다고 보고했음. 섭씨 40도(화씨 104도)까지 1 주일 동안 보관할 수 있고, 한 달 보관 후에도 활동의 70 %를 유지할 수 있으며, 감염되지 않지만 신종 코로나 바이러스로 탐지될 수 있음. 연구팀은 식물 바이러스 나노입자로 만든 것과 박테리오파지 나노입자로 만든 두 가지 방법을 개발했음. 그것들을 사용하는 것은 간단함. 컨트롤은 환자 샘플과 함께 실행되고 분석되어 양성 테스트 결과가 어떤 모습인지에 대한 신뢰할 수 있는 벤치마크를 제공함. 식물 바이러스 기반으로 만들기 위해 연구원들은 검은 눈 완두콩 식물을 감염시키는 cowpea chlorotic mottle virus를 사용함. 그들은 본질적으로 바이러스를 열고, RNA 내용물을 제거하고, SARS-CoV-2 바이러스의 특정 서열을 포함하는 합성된 RNA 템플릿으로 대체한 다음 모든 것을 백업함. 박테리오파지 기반 대조군을 만드는 과정은 DNA 고리인 플라즈미드로 시작됨. 이 플라즈미드에 삽입된 것은 SARS-CoV-2 바이러스의 관심 유전자 서열과 박테리오파지 Qbeta의 표면 단백질을 코딩하는 유전자임. 이 플라즈미드는 박테리아에 의해 흡수딤. 이 과정은 박테리아를 재프로그래밍하여 내부에 SARS-CoV-2 RNA 서열이 있고 외부에 Qbeta 박테리오파지 단백질이 있는 바이러스와 유사한 입자를 생성함. 두 대조군 모두 임상 샘플로 검증되었음. 큰 장점은 오늘날 사용되는 양성 대조군과 달리 COVID-19 검사의 모든 단계에서 사용할 수 있다는 것임. 연구팀은 이를 완전한 공정 제어에 사용할 수 있음. RNA 추출부터 시작하여 환자 샘플과 병행하여 분석을 실행할 수 있음. 다른 컨트롤은 일반적으로 이후 단계에서 추가되기 때문에 첫 번째 단계에서 문제가 발생하면 알 수가 없음. 지금까지 연구원들은 CDC 승인 RT-PCR 테스트에 사용하기 위해 컨트롤을 조정했음. 이것은 현재 COVID-19 테스트의 황금 표준이지만 비용이 많이 들고 복잡하며 PCR 기능이 있는 실험실로 샘플을 보내는 물류로 인해 결과를 받는 데 며칠이 걸릴 수 있음. 연구팀은 현재 실험실 밖의 현장에서 진단을 수행하고 결과를 즉시 제공할 수 있는 RT-LAMP 테스트와 같이 덜 복잡한 진단 테스트에 사용하기 위해 컨트롤을 조정하는 작업을 하고 있음. 이 기술 분석을 보다 정확하게 만드는 것은 비교적 간단한 나노기술 접근 방식이라고 밝힘. 이는 미국과 전 세계의 불우한 인구에 대한 대량 테스트의 장벽을 허물 수 있도록 도와 줄 수 있을 것으로 기대함.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ (“Biomimetic Virus-Like Particles as Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Diagnostic Tools”) 지에 게재됨