KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

자연에 없는 고감도 단백질 센서 제작 플랫폼 개발​


(왼쪽부터) 생명과학과 오병하 교수, 이한솔 박사

< (왼쪽부터) 생명과학과 오병하 교수, 이한솔 박사 >


우리 대학 생명과학과 오병하 교수가 미국 워싱턴주립대학 (University of Washington)과 국제 공동연구를 수행해 고감도의 단백질 센서 플랫폼을 개발했다고 5일 밝혔다. 


단백질 센서들은 질병의 진단, 치료 경과의 추적, 병원 미생물의 감지 등에 널리 사용되고 있다. 상용되고 있는 단백질 센서들은 자연계에 존재하는 단백질이거나 이를 약간 변형한 형태이며 개발에는 많은 시간이 소요된다.

 

공동연구팀은 자연에 존재하는 단백질에 의존하지 않고 계산적 단백질 디자인 방법으로 인공적인 골격 단백질을 창출했으며 이를 두 부분으로 나누고 심해 새우가 만드는 발광 단백질과 재조합해 단백질을 감지하는 기능을 부여했다. 이렇게 만들어진 두 요소(two-component) 단백질 시스템은 그 자체로는 발광하지 않다가 감지하려는 표적 단백질이 존재하면 이와 결합하고 결과적으로 발광하도록 디자인돼있다. 


그리고 그 발광 정도는 표적 단백질의 농도에 비례해 빛을 발생하기 때문에 발광의 세기를 측정함으로써 표적 단백질의 존재와 그 농도를 감지할 수 있다. 발생하는 빛은 시료의 전처리 없이도 감지할 수 있고, 발광 반응은 즉각적이며 1시간 안에 종료되기 때문에 기존 발색 반응의 측정보다 쉽다는 장점이 있다. 


연구진이 창출한 단백질 시스템은 마치 레고 블록처럼 사용돼 여러 다양한 단백질 센서를 용이하게 제작하는데 쓸 수 있는 플랫폼을 제공한다. 실제로 발표된 논문에는 B형 간염 바이러스 단백질 센서, 코로나바이러스 단백질 센서 등 8개의 고감도 단백질 센서를 실제로 제작해 이 단백질 센서 플랫폼의 높은 응용성을 보여준다. 


한편 이 단백질 센서의 작동 방식은 자연계에서는 그 예를 찾을 수 없어 자연의 모방을 넘어 자연에 존재하지 않는 단백질과 기능을 창출할 수 있다는 예를 보여준다.

개발된 단백질 센서 시스템의 작동 기작 모식도. 표적 단백질 (target)이 디자인된 결합 부위에 붙게 되면 빛을 발생한다. 결합 부위만 바꾸면 다른 표적 단백질을 감지할 수 있다.

< 개발된 단백질 센서 시스템의 작동 기작 모식도. 표적 단백질 (target)이 디자인된 결합 부위에 붙게 되면 빛을 발생한다. 결합 부위만 바꾸면 다른 표적 단백질을 감지할 수 있다. >


이번 연구는 LG연암문화재단의 지원으로 오병하 교수가 미국 워싱턴 주립대학 데이비드 베이커(David Baker) 교수 실험실에 1년간 방문한 공동연구로 진행됐으며, 생명과학과 이한솔 박사와 강원대학교 홍효정 교수가 참여했다. 수행된 이번 연구 결과는 연구의 우수성을 인정받아 종합 과학 분야의 국제학술지 `네이처(Nature)' 127게재됐다. (논문명 : De novo design of modular and tunable protein biosensors)


https://www.etnews.com/20210205000110

https://science.ytn.co.kr/program/program_view.php?s_mcd=0082&s_hcd=&key=202102051610498764



List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
328 조병관교수님_온실가스를 바이오 물질로 전환…미생물 활용한 '인공광합성' 성공 생명과학과 2021.03.10 230
327 KAIST-원진 세포치료센터 기부 및 투자 약정 업무협약식 생명과학과 2021.02.22 273
326 서성배 교수님(양대욱 박사)_세종과학펠로우십 선정 생명과학과 2021.03.18 279
325 조병관 교수님_Antibiotic tolerance study paves way for new treatments 생명과학과 2021.03.03 287
324 김진우 교수님, 천주교 서울대교구 생명위원회 제 15회 '생명의 신비상' 수상 생명과학과 2021.02.18 313
323 허원도 교수님(유다슬이 박사)_제10회 에쓰-오일 우수학위논문상'의 생명과학 분야 대상 수상 생명과학과 2021.02.22 313
322 조병관 교수님_Antibiotic tolerance study paves way for new treatments 생명과학과 2021.02.19 362
321 서성배 교수님(김진은 석박사통합과정)_2020 대한민국 인재상 수상 생명과학과 2021.02.25 380
320 김대수 교수님_스트레스로 악화 '근긴장이상증' 억제 신약 개발…수술없는 약물치료 기대 생명과학과 2021.03.11 386
319 정원석 교수님_국내 연구진, 우리 뇌가 계속 일할 수 있는 이유 밝혀 생명과학과 2021.02.26 388
318 김찬혁 교수님_인공지능 이용 면역항암 세포 3차원 분석기술 개발 생명과학과 2021.02.08 401
» 오병하 교수님_자연에 없는 고감도 단백질 센서 제작 플랫폼 개발 생명과학과 2021.02.08 431
316 김진우 교수님_생명의 신비상 장려상 수상 생명과학과 2020.12.24 596
315 전상용 교수님_Researchers review future directions of nanomedicine development 생명과학과 2020.12.28 683
314 정인경 교수님_KAIST, 전 세계 최대 규모의 3차원 암 게놈 지도 구축 생명과학과 2020.12.29 886
313 정현정 교수님_도파민의 성질로 박테리아 생장의 실시간 탐지 기술 개발​ 생명과학과 2020.12.09 954
312 정원석 교수님_Astrocytes eat connections to maintain plasticity in adult brains 생명과학과 2020.12.28 970
311 [한국의 AI 추격자들] 서범석·백승욱 루닛 창업자 file 생명과학과 2020.10.30 1281
310 조병관 교수님 _Newly discovered metabolic pathway uses single carbon gases as a feedstock file 생명과학과 2020.11.20 1642
309 서경배재단 ‘올해의 신진 과학자’ 조원기 교수 선정 생명과학과 2020.09.16 1795
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 17 Next
/ 17