생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 새로운 RNA 분해효소(이하 RNase H) 활성 검출 기술을 개발하였다.

이 기술은, RNase H 활성이 고효율의 신호증폭 반응 (이하 헤어핀 자기조립 반응)을 유도하여 강한 형광신호를 발생시키는 원리를 이용한 것이다.

이번 연구는, 영국왕립화학회가 발행하는 권위있는 학술지인‘나노스케일(Nanoscale)’의 2017년 42호에 게재되었고, 연구의 중요성을 인정받아 표지 논문으로 선정되었다.

현재까지 개발된 RNase H 활성 검출 기술들은, 일반적으로 값비싼 형광체/소광체 도입을 필요로 하고, 도입 과정이 복잡하다는 한계를 지닌다. 또한, 신호증폭 수단의 부재로 인해 전반적으로 낮은 검출 성능을 갖는다.

본 연구팀은 이러한 기존 기술의 한계를 극복하기 위해서, RNase H 활성에 의해서 유도된 헤어핀 자기조립 반응산물이 강한 형광신호 발생에 적합한 G-quadruplex 구조를 갖도록 반응시스템을 설계하였다. 또한, 생성된 G-quadruplex 구조와 결합하여 강한 형광을 내는 형광물질을 도입함으로써, 연구팀은 기존 RNase H 활성 검출 기술의 한계를 극복하는, 고성능의 RNase H 활성 검출 기술을 개발하였다. 뿐만 아니라, 본 기술을 이용해, RNase H 활성 저해제를 선별해낼 수 있었다.

본 기술은, 고효율 신호증폭 반응인 헤어핀 자기조립 기술을 혁신적으로 활용하여 RNase H 활성 검출 성능을 크게 향상시킨 우수한 연구 사례이다. 연구팀은, RNase H 활성이 에이즈 발병의 필수요소라는 점을 고려해볼 때, 본 기술의 RNase H 활성 저해제 선별 능력이 에이즈 치료제 개발 연구에 널리 활용될 것으로 기대된다고 밝혔다.

박 교수는 “이번 연구에서 개발된 기술은 RNase H 활성 외에 다양한 효소 활성 검출 기술 개발에 응용될 수 있다”며 “이를 통해 효소 관련 질병 치료 연구에 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부가 시행하는 글로벌프론티어사업(바이오나노헬스가드연구단)과 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원을 받아 수행되었다.