나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Marco Rolandi 교수(UC Santa Cruz) 및 Ashwin Gopinath 교수(MIT) 외 공동 연구팀은 세포간 분자/이온 이동 및 정보전달 기전을 모방한 생체양성자 기반 질병감지 센서를 개발

● 연구팀은 DNA 오리가미(종이접기) 기술을 활용해 양성자(H+)가 원활히 전달될 수 있는 DNA 나노기공을 설계한 후 생체양성자 시스템에 탑재하여 물과 전극을 세포막과 유사한 이중 지질층으로 분리해 각각 세포 외부 환경과 세포 내부를 모사

● DNA 나노기공은 내부 전극에서 나온 양성자가 외부로 흐르는 연결통로 역할을 수행하며, 통로 끝단에는 특정 생물분자와 결합하도록 설계된 분자 결합 부위가 있으므로 물에 관련 분자가 존재한다면 해당 부위와 결합해 통로를 막아 양성자 흐름을 차단

● 해당 센서는 양성자 신호를 전자신호로 변환해 판독 가능한 형태로 출력하므로 양성자 신호가 감지되지 않으면 분자의 존재를 알 수 있고, 이중 지질층을 가로질러 콜레스테롤 핸들 2개가 삽입돼 있어 양성자 전도도를 향상

● 본 연구는 B형 나트륨이뇨펩타이드(심장질환 지표) 감지에 성공해 세포 외부 환경과 임상환경에서 이용 가능할 것으로 확인됐으며, 다수의 나노기공을 탑재하면 더 많은 종류의 생물분자를 감지할 수 있으므로 질병감지 분야에서 폭넓게 활용 가능할 것으로 기대

Nature Communications(2023.09.04.), DNA nanopores as artificial membrane channels for bioprotonics