나노기술 및 정책 정보

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  델프트 공대 (Delft University of Technology)와 옥스퍼드대(Oxford University) 연구진들이, 신속하고 저렴한 유전자 분석법 개발에 도움이 되는 새로운 형태의 나노기공 (nanopore) 소자를 발표했다.

  연구진은 합성 물질과 생물학적 물질을 동시에 칩 위의 하나의 작은 구멍에 끼워 넣는 새로운 방법을 개발했으며, 이를 사용하여 단일 DNA분자를 측정 및 분석할 수 있다는 결과를 Nature Nanotechnology지에 발표했다.
  “인체 DNA의 유전자서열을 해독한 최초의 인간 게놈 지도는 2003년에 완성되었고 약 30억 달러가 소요되었다. 모든 사람들이 자신의 게놈지도를 가질 수 있도록 서열 분석 비용을 몇 백 유로 수준으로 낮출 수 있다고 상상해 보라. 이것이 가능하다면 환자에게 특정 증상이 나타나기 전에 의사가 질병을 진단하고 치료할 수 있게 된다.”라고 델프트 대학의 카블리 나노과학 연구소(Kavli Institute of Nanoscience)의 Cees Dekker 교수가 말했다.
  이를 실현시킬 한 가지 유망한 소자가 바로 나노기공이다. 나노기공은, DNA가 이 기공을 통해 지나갈때 DNA의 단일 분자로부터 정보를 읽는데 사용될 수 있는 매우 작은 구멍을 말한다. Dekker 그룹은 옥스퍼드대 Hagan Bayley 교수와의 협력 연구를 통해, 새롭고 훨씬 강한형태의 나노기공 소자를 개발했다.
  이 장치는 생물학적 및 인공 빌딩블록들을 결합한 것이다.  “나노기공은, 생물학적으로 만들어지는 기공형성 단백질을 지질로 이루어진 액체 타입의 멤브레인에 삽입함으로써 DNA를 분석하는데 이미 사용되어 왔다. 기공에 전압을 인가하면 DNA 분자가 기공을 통해 각각 끌어당겨지고, 오래된 카세트테이프를 플레이어에 넣어서 음악을 트는 것과 유사한 방법으로 DNA를 분석할 수 있다. 그러나 이런 생물학적 기술을 특히 어렵게 만드는 한 가지 문제점은, 깨지기 쉬운 지질 지지층에 의존한다는 것이다. 이 새로운 하이브리드 기술 접근방법은 훨씬 안정하며 나노기공을 소자에 통합하기에 적당하다.”고 Dekker 교수가 밝혔다.
  주 저자인 Adam Hall 박사가 주로 수행한 이 새로운 연구를 통해, 실리콘 칩 안에 있는 안정한 층에 기공 형성 단백질을 주입하는 간단한 방법이 개발되었다. 특히, 개별 단백질이 큰 DNA 조각에 붙게 되고, 그 다음 질화규소 멤브레인에 미리 형성된 구멍을 통해 끌어당겨진다. DNA 분자가 구멍을 지나갈 때, 그 뒤에 있는 기공 형성 단백질을 끌어당기고 궁극적으로 단백질을 기공에 삽입하여, 어레이와 소자에 적용할 목적으로 제작된 칩에 기반한 시스템을 생성한다. 연구진들은, 이 하이브리드 소자가 완벽한 기능을 발휘하며 DNA 분자 분석에 사용할 수 있다는 사실을 입증했다.