“관찰 도구가 망친다”…UNIST, 형광 꼬리표 ‘숨은 간섭’ 세계 첫 규명 작성일 07-09 14 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">상용 양자점 표면 코팅 물질(PEG)이 단백질-DNA 결합 훼손 확인<br>코팅 비율 7% 미만 ‘최적 설계’ 기준 제시해 바이오 연구 신뢰도 높여</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="6gLlEeCESG"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="121f43d2adaea2a653e609e7b6588a008ce28f61ca7f11238d0155aef1401353" dmcf-pid="PaoSDdhDTY" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="양자점 표면의 PEG밀도에 따른 단백질과 DNA의 결합변화. 연구그림=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/09/seouleconomy/20260709114650602yqvc.png" data-org-width="1200" dmcf-mid="8iesNPrNTH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/09/seouleconomy/20260709114650602yqvc.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 양자점 표면의 PEG밀도에 따른 단백질과 DNA의 결합변화. 연구그림=UNIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="206fed7de852f214c33bfa4c27b852dbd09a3901852ec2e8ef120380ab128fe9" dmcf-pid="QNgvwJlwyW" dmcf-ptype="general">생체 내 ㎚(나노미터·10억 분의 1m) 단위의 미세한 움직임을 관찰하기 위해 널리 쓰이는 형광 ‘꼬리표’가 오히려 생체분자 간의 결합을 훼손할 수 있다는 사실을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다. 연구팀은 이러한 부작용의 원인을 찾아내고 간섭을 차단하는 새로운 나노 물질 설계 기준까지 제시해 초정밀 생명과학 연구의 신뢰도를 한 단계 끌어올렸다는 평가를 받는다.</p> <p contents-hash="4926be291bdb7f0531f77e7252bd1764e5afaa466e50f94834ddcbd524e403d3" dmcf-pid="xjaTriSrhy" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)는 생명과학과 이자일 교수와 에너지화학공학과 박종남 교수 공동연구팀이 상용 ‘양자점(Quantum Dot)’ 표면의 고분자 물질이 단백질과 DNA의 결합을 교란한다는 사실을 규명하고, 이를 방지할 수 있는 표면 설계 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.</p> <p contents-hash="19587d86be7c7e363b91eeacd750c198888864d68b22df9717d83bfbe3bb41f1" dmcf-pid="yp3QbZ6bWT" dmcf-ptype="general">양자점은 일반 형광 염료보다 밝고 수명이 길어 특정 단백질에 부착해 움직임을 추적하는 형광 표지자로 바이오·의학 연구에서 각광받아 왔다. 통상 상용 양자점 표면에는 수용액 내 분산성을 높이고 타깃 단백질(항체)과 잘 결합하도록 ‘폴리에틸렌글리콜(PEG)’이라는 고분자 물질을 코팅한다.</p> <p contents-hash="d0cb64a073bde0a606587c2d3d0535f0b66f4ddd9066793c6ec7419ce49f89b2" dmcf-pid="WU0xK5PKlv" dmcf-ptype="general">그러나 연구팀이 DNA 손상 복구 단백질인 ‘XPA’와 DNA 간의 상호작용을 관찰한 결과, 양자점의 농도가 높아질수록 두 물질이 서로 떨어지는 현상이 나타났다. 결합 해리의 주범은 다름 아닌 표면 코팅재인 PEG였다. PEG가 양자점 표면에서 차지하는 비율이 과도하게 높을 경우, 관찰 도구가 오히려 관찰 대상의 결합 자체를 떼어내는 ‘숨겨진 간섭’을 일으킨 것이다. 이 같은 현상은 또 다른 복구 단백질인 ‘UV-DDB’에서도 동일하게 확인됐다.</p> <p contents-hash="df4cb4419e63d766df50c3a440f67f6ec94cb19359a0ddf0291046da569e1b8d" dmcf-pid="YupM91Q9SS" dmcf-ptype="general">이에 연구팀은 양자점 표면 고분자를 전면 재설계했다. 양자점 본연의 분산 안정성과 형광 특성을 유지하면서도 단백질-DNA 결합 간섭을 차단할 수 있는 ‘골든크로스’를 추적한 결과, PEG 계열 성분 비율을 7% 미만으로 낮춰야 한다는 최적의 기준을 찾아냈다.</p> <p contents-hash="53d90863215a65df4449689345ed3ba6933acbc343ab9628aab3ab0fd87c06f9" dmcf-pid="G7UR2tx2Sl" dmcf-ptype="general">PEG 비율을 낮춘 양자점을 활용해 기존 관찰 방식의 한계도 뛰어넘었다. 연구팀은 XPA 단백질이 DNA 손상 부위를 탐색할 때, 가닥을 타고 미끄러지듯 이동하는 ‘1차원 확산’ 방식보다는 용액 속을 떠돌다 결함 구조에 직접 부딪혀 결합하는 ‘3차원 충돌’ 방식을 주로 활용한다는 사실을 새롭게 입증했다.</p> <p contents-hash="2bc9beab0b12fe45800bdaec7977e4fa4b9ee441cd7f4b7ef3d8f5d1d93fe958" dmcf-pid="Hsr1vcZvhh" dmcf-ptype="general">박종남 교수는 “양자점 표면 물질의 종류와 비율을 정밀하게 제어해 밝기와 콜로이드 안정성은 살리고 생체 간섭은 획기적으로 줄였다”며 “이러한 표면 설계 전략은 양자점뿐만 아니라 다양한 나노입자 기반 바이오 연구 도구 개발에 폭넓게 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="277e16ab951eafbd02b42a1f948dee085dbb6528195169328105ac36e6c9b81b" dmcf-pid="XOmtTk5TWC" dmcf-ptype="general">이자일 교수는 “상용 양자점이 단순한 관찰 도구가 아니라 단백질과 DNA의 결합 자체를 흔들 수 있다는 점을 처음으로 체계적으로 확인했다”며 “이번에 개발한 양자점은 생체분자의 원래 상호작용을 유지하면서 단분자의 움직임을 더 정확하게 관찰하는 데 활용할 수 있을 것”이라고 강조했다.</p> <p contents-hash="eeab15c84812b3046c21151a035edde75aafd251201f8b013012c778e4c78f22" dmcf-pid="ZIsFyE1ylI" dmcf-ptype="general">한편, 김영서(생명과학과)·김혜림(에너지화학공학과) 연구원이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단(NRF), 기초과학연구원(IBS), 산업통상자원부의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 컨버전스(Nano Convergence)’에 지난달 3일 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="4caaeea71c7eca283a076a91d01a5a02f45e1a4ce602a3c4d302cc3e9ae938e9" dmcf-pid="5CO3WDtWhO" dmcf-ptype="general">울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 심해 2000m 생물 92%서 미세플라스틱 검출…육지 오염, 심해까지 07-09 다음 '실패보다 무서운 건 확증편향'…월드컵 34위, 홍명보호 탈락이 남긴 리더십의 교훈 07-09 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
