나노기술 및 정책 정보

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□ 개요

 

○ 주체 : 중국과학원 칭다오(靑島) 생물 에너지 및 과정 연구소 산하 '바이오센서 기술 연구팀'

 

○ 특징 : 대장 암 세포(Colon cancer cells)인 SW620의 표적 형광 검출(Targeting fluorescence detection) 및 광열 파괴(Photothermal estruction)를 실현하는데 성공

 

○ 기술 분야 : 나노기술을 이용한 생물 자체조립 재료 응용

 

○ 핵심 내용 : 형광 분자와 분리된 표적 pVIII 단백질을 순서에 따라 특정 방향으로 배열한 후 금과 은 이종 나노 막대 표면에 조립시켜 특이성 옥타펩타이드(Octapeptide)의 N 끝단이 외부 측으로 향하는 융합을 실현함으로써 멀티 기능 질병 모조 바이러스 나노 복합 재료를 개발

 

 

□ 주요 내용

 

○ 분자 자체 조립은 생물 시스템 속에서 일반적으로 존재하고 있으며 복잡한생물 구조 형성의 기반으로 되고 있다. 바이러스는 일종 전형적인 자체 조립체로서 바이러스를 캐리어 혹은 템플릿으로 하여 개발한 바이오닉 나노구조는 바이오센서 및 검출, 유전자 전달, 신형 나노 디바이스, 바이오 의학 이미징 및 종양 진단 등 분야에서 폭넓게 응용되고 있다.

 

○ 중국과학원 칭다오(靑島) 생물 에너지 및 과정 연구소 산하 '바이오센서 기술 연구팀'의 왕페이(王菲) 등 연구인원들은 최근 관련 연구를 통해 박테리오파지(Bacteriophage)의 조립 메커니즘에 대한 시뮬레이션을 실행하고 층층 자체 조립 기술을 이용하여 멀티 기능을 보유한 모조 바이러스(Imitation virus) 나노 복합 재료를 개발하는데 성공하여 이슈가 되고 있다.

 

○ 연구팀은 이번 연구를 통해 대장 암 세포(Colon cancer cells)인 SW620의 표적 형광 검출(Targeting fluorescence detection) 및 광열 파괴 (Photothermal destruction)를 실현하는데 성공하였다.

 

○ 연구팀의 관련 연구 성과는 세계적인 학술지인 네이처(nature)의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재되

었다(F. Wang, et al., Scientific Reports 2014, 4, 6080).

 

○ 연구팀은 우선 f8/8 풍경 파지(Phage) 속에서 높은 처리량으로 SW620 세포 특이성 펩타이드를 선별해 내고 이런 펩타이드 N 끝단 및 C 끝단의 다양한 전하를 보유하고 있는 2극성(Dipolar)을 이용하여 실크 상태 파지 조립 과정을 시뮬레이션 하는데 성공하였다.

 

○ 연구팀은 형광 분자와 분리된 표적 pVIII 단백질을 순서에 따라 특정 방향으로 배열한 후 금과 은 이종 나노 막대 표면에 조립시켜 특이성 옥타펩타이드(Octapeptide)의 N 끝단이 외부 측으로 향하는 융합을 실현함으로써 멀티 기능 질병 모조 바이러스 나노 복합 재료를 개발하였다(그림 1. 참조).

 

○ 동시에 연구팀은 동 멀티 기능 합병 모조 바이러스 나노 복합 재료를 이용하여 종양 세포에 대한 표적 형광 검출을 실현하는데 성공하였다(그림 2. 참조).

 

○ 연구팀은 모조 바이러스 나노 복합 재료는 매우 이상적인 바이오 호환성과 비교적 높은 광 열 전환 비율을 보유하고 있으며 종양 세포 제거에 필요한 광 파워는 4W/㎠ 수준 밖에 되지 않아 전통적인 금 나노 막대와 기타 은 나노 입자가 필요한 10W/㎠ 수준보다 낮기 때문에 종양 세포의 효율적이고 특이한 광 열 치료 효과를 실현할 수 있다는 점을 입증하였다.

 

○ 이번 연구는 류아이화(劉愛驊) 연구원이 주도하여 완성하였으며, 미국 오번 대학(Auburn University) Valery A. Petrenko 교수, 중국의 지난(濟南)대학 리춘청(李村成) 교수가 공동 참여하였다.

 

○ 이번 연구는 국가자연과학기금위원회의 '중대 연구계획 육성 프로젝트'인 '제어 가능 조립 시스템 및 기능화 연구' 프로젝트 비용 지원을 받아 실행되었다.