[로이슈 전여송 기자] 서울아산병원 연구팀이 폐암 바이오마커를 신속하게 검출할 수 있는 나노바이오센서 기반 진단 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

울산의대 서울아산병원 생화학분자생물학교실 이창환 교수와 미생물학교실 진준오 교수 연구팀은 인공지능(AI) 기반 구조 분석과 나노기술을 결합해 폐암 바이오마커 검출 키트를 개발했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘저널 오브 나노바이오테크놀로지(Journal of Nanobiotechnology)’에 게재됐다.

연구팀은 폐암 바이오마커로 알려진 단백질 ‘USE1’을 검출하는 기술을 개발했다. USE1은 폐암 환자의 92.5%에서 과발현되는 단백질로, 연구팀이 2017년 관련 사실을 보고한 바 있다.

이번 연구에서는 USE1에 선택적으로 결합하는 DNA 압타머를 선별해 진단 기술에 적용했다. 압타머는 특정 단백질에 결합하는 짧은 DNA 조각으로, 기존 항체 기반 분석 방식 대비 생산 비용과 안정성 측면에서 장점이 있는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 AI 딥러닝 기반 구조 예측을 통해 압타머가 USE1 단백질 특정 부위에 결합하는 점을 확인했다. 이후 실험을 통해 다른 유사 단백질이 아닌 USE1에 선택적으로 결합한다는 결과를 확보했다.

또 DNA 증폭 기술과 형광 나노입자인 양자점을 활용해 형광 신호를 증폭하는 시스템을 구현했다. USE1이 존재할 경우 강한 형광 신호가 발생하며, 연구팀은 이를 통해 특수 장비 없이 자외선(UV) 조명 아래에서 육안으로 결과를 판독할 수 있도록 설계했다고 설명했다.

실제 환자 조직을 대상으로 한 검증에서는 폐암 조직과 정상 조직 각 30쌍을 분석한 결과 진단 정확도(AUC) 96%, 민감도 100%, 특이도 88.3%를 기록했다.

이창환 교수는 “이번 기술은 향후 액체생검 기반 폐암 진단과 USE1 과발현 환자군 선별을 위한 동반진단 기술로 확장될 가능성이 있다”며 “USE1 기능 억제 기반 치료제 개발로도 이어질 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr