다아라 매거진 _ 2018.01

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[Technical News] 종이 기반 고감도 3D 터치센서 개발

재료 자체의 거칠기 활용한 새로운 연구 패러다임 제시

[Technical News] 종이 기반 고감도 3D 터치센서 개발 - 다아라매거진 매거진뉴스
종이기반의 고민감도 압력센서와 3D 포스터치 키보드


유전자 치료제 및 조영제 개발을 위해서는 인체에 무해하고 치료제 전달 및 조영 효과가 뛰어난 소재 개발이 필수적이다. 그러나 이전까지 알려진 대부분의 화학적 합성법은 독성이 강한 유기 용매를 사용해 생성된 소재가 인체에 유해하기에 적용에 어려움이 있는 실정이었다.

일반적으로 생체 내에서 다음 세대로 유전자를 전달하기 위해 유전자를 복제하는 과정은 DNA 복제 효소가 담당한다. 이 효소는 마그네슘 이온의 도움을 받아 주형이 되는 DNA를 복제하게 되는데, 이 때 주형이 되는 DNA를 원형으로 제작하면 효소가 원형 DNA를 반복적으로 복제하면서 회전환증폭법(rolling circle amplification)을 통해 대량의 DNA를 길게 뽑아낼 수 있게 된다.

DNA를 복제하는 과정에서 부산물로 생산되는 파이로인산염(pyrophosphate)은 DNA 복제가 진행됨에 따라 지속적으로 공급되고 이를 활용하면 핵산과 마그네슘-파이로인산염의 결합을 유도할 수 있다.

이에 대해 이종범 교수팀은 DNA 복제 공정의 보조 인자로서 성질이 비슷한 다른 무기 이온도 사용될 수 있을 것이며 이를 활용하면 다양한 성질을 갖는 구조체를 손쉽게 제작할 수 있을 것이라는 점에 착안해 생체 유사 환경에서 다양한 종류의 DNA 기반 무기 복합체를 생산하는 기술을 개발했다.

연구팀은 기존 방식과 다르게 사람의 유전자 전달 과정을 모방한 합성 방식을 개발했다. DNA 복제 과정에서 부산물로 생산되는 파이로인산염(DNA 복제 효소가 뉴클레오타이드삼인산을 DNA 복제에 사용하고 남은 부산물)을 통해 핵산과 무기물의 자가조립을 유도한 것이다.

연구팀은 망간, 코발트, 마그네슘 등 다양한 무기 이온을 후보로 선정해 여러 가지 복합체를 생성해냈다. 특히, 핵산-망간 복합체는 해슬백 포테이토를 닮아 표면적이 넓어 많은 줄기세포 전환인자와 같은 각종 약물들도 탑재할 수 있었다.

DNA-무기물 복합체는 생체 친화적 소재로 이뤄져 있고, 대량의 유전정보를 담을 수 있어 앞으로 줄기 세포의 생성을 위한 유전자 전달 등에 사용할 수 있을 전망이다.

이종범 교수는 “이번 기술 개발을 통해 인체에 무해한 DNA 기반 생체 친화적 인체 조영 및 암 진단 기술의 기반이 마련됐다”며 “질병 진단 및 유전자 치료제 연구 속도를 성공적으로 높여 향후 줄기세포 전환 기술 및 암 진단 등 다양한 분야에 폭넓은 파급효과가 기대된다”고 연구의 의의를 설명했다.

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