나노기술 및 정책 정보

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□ 주요 내용

○ 바이러스성 질병은 인류 건강에 심각한 영향을 끼치고 있으며 바이러스 감염 과정 및 발병 메커니즘에 대해 심층적으로 이해하는 것은 바이러스성 질병 예방 퇴치를 실행하는데 있어서 중요한 기반으로 되고 있다.

○ 바이러스 감염 과정은 일반적으로 형광 마커 기술에 기반 하지만 일상적인 형광 단백질 및 전통 형광 염료는 쉽게 광표백을 발생시키기 때문에 전체 감염 과정에 대해 장시간 동적 추적을 실행하기 어려운 상황이다.

○ 우한(武漢)대학, 중국과학원 우한 바이러스 연구소, 중국과학원 창춘(長春) 응용화학 연구소, 중국과학원 선전(深圳) 선진기술 연구원 및 베이징(北京) 이공(理工)대학 연구팀은 국가과학기술부의 '나노 연구 국가 중대 과학연구 프로젝트' 비용 지원 하에 공동으로 '양자 마커 기술을 이용한 바이러스 감염 과정 및 숙주 응답 연구'를 실행하였다.

○ 이번 프로젝트 수석 과학자이며 우한대학 화학 및 분자대 교수인 팡다이원(龐代文)의 설명에 따르면, 반도체 형광 양자 점을 대표로 한 성능이 우수한 나노 마커 재료는 기존의 형광 마커 재료 단점을 극복하고 바이러스 감염 숙주 세포라는 복잡한 동적 생물학 과정에 대해 실시간 동적 추적을 실행할 수 있는 혁신적인 루트를 제공할 수 있게 되었다고 한다.

○ 연구팀은 복잡하고 위험한 화학 조작을 세포 육성 방법으로 변환시키고 일반적으로 약 300℃ 온도 하에서 합성 진화가 가능한 상황을 30℃ 온도 하에서의 활성 세포 내에서 완성할 수 있도록 하였을 뿐만 아니라 쉽게 연소하고, 쉽게 폭발하고, 독성이 있는 그 어떤 용제도 필요 없도록 하였다.

○ 연구팀은 준(準) 바이오 합성 방법을 이용한 동시에 세포 외부에서의 시뮬레이션 시스템을 통해 다양한 작은 입자의 근 적외선 양자 점을 합성하는데 성공하였다.

○ 중국과학원 우한 바이러스 연구소 샤오겅푸(宵庚富) 연구원 연구팀은 관련 연구를 통해 균일하고 안정적으로 발광할 수 있는 바이러스 샘플 입자를 개발하고 감염 세포 과정에 대한 추적을 실행하였으며 양자 점을 이용하여 에이즈 질병 만성 바이러스(hiv) 마커를 실현하였으며 양자 점을 이용하여 곤충 바이러스 내부 구조의 위치 확정 마커를 실현하였다.

○ 샤오겅푸(宵庚富) 연구원 연구팀은 우한대학 연구팀과 협력하여 그린 형광 단백질 마커 간상체 바이러스(Baculovirus) 엔벨로프(envelope)를 이용하고 핵산 분자 스위치 루테늄의 질소 함유 헤테로 고리 단지로 하여금 바이러스 복제 과정에서 핵산 중의 마커 바이러스 핵산 속에 삽입시킴으로써 바이러스 엔벨로프와 핵산의 이중표지(Double labeling)를 실현하는데 성공하였다.

○ 샤오겅푸(宵庚富) 연구원 연구팀은 베이징(北京) 이공(理工)대학 연구팀과 협력하여 자연에 조화적인 바이러스의 온화한 표지 전략을 제시하였다. 연구팀은 세포 속의 콜린 인지질(Choline phospholipid)의 자연 합성과 대사 삽입 메커니즘, 바이러스가 숙주 세포막에서 취득한 인지질 성분을 이용하여 형성된 엔벨로프의 생물학 특징 및 바이러스 핵산의 '복제 삽입'을 이용하여 바이러스 자연 복제 과정에서 바이러스 핵산과 엔벨로프의 이중표지(Double labeling)를 실현하였다(이중표지 효율은 85% 수준에 달하는 것으로 나타남).

○ 중국과학원 창춘(長春) 응용화학 연구소 연구팀은 B형 간염 바이러스 표면 항원(hbsag)이 카베올린(Caveolin) 매개체의 엔도시토시스(Endocytosis) 경로 횡단막을 통해 바이러스 감염 활성 세포 과정의 고 해상도, 고 감광도, 멀티 차원 동적 추적을 실현하였다. 관련 연구 성과는 나노 바이오 기술의 양호한 응용 전망을 제시하였다.

○ 최근 중국과학원 선전(深圳) 선진기술 연구원 연구팀은 관련 연구를 통해 근 적외선 양자 점 표지 바이러스 감염 활성체 동물의 비 침습적 추적 기술을 개발하였으며, 조류독감 H5N1 가짜 바이러스가 실험용 작은 쥐에 대한 감염 과정을 장시간 추적하는데 성공하였다.