바이오인

압타머를 이용한 감염병 검사법 개발 연구동향 소개 

(주)압타머사이언스 압타머 연구소 신의수, 김기석

질병관리본부 감염병분석센터 고위험병원체분석과 전준호, 강병학, 이기은

감염병은 전 세계 공중보건에 있어 매우 중요한 위험요인이 되고 있으며, 인구 증가, 도시화, 병원체에서의 돌연변이 등 다양한 요인이 감염병 확산에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 감염병 발생 시 신속하고 정확한 실험실 검사는 감염병의 확산을 최소화하고 억제하는데 필수적이다. 감염병 실험실 검사를 위하여 항체를 이용한 다양한 검사법이 사용되어 왔는데 압타머는 항체와 비교될 수 있을 만큼 높은 결합력(nM-pM)으로 인하여 1990년 처음 소개된 이후 항체의 대체물질로서 각광 받아왔다.

압타머는 표적물질에 특이적으로 결합하여 항체와 유사한 특성을 가지는 단일 가닥의 올리고 핵산(DNA 또는 RNA)으로 단백질, 세포, 소분자 물질, 바이러스, 금속이온 등의 다양한 표적분자에 특이적으로 결합한다. 그리고 약 1014∼1015개의 다양성을 가지는 특이 핵산 분자 라이브러리로부터 압타머 발굴(SELEX) 과정을 통하여 선별된다. 이 원고에서는 압타머를 이용한 감염병 검사법 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

감염병(Infectious disease)은 전 세계적으로 주요 위험 요소 중 하나이며, 공중 보건에 있어 매우 중요한 위협요인이 되고 있다[1]. 최근 50년간 감염병이 급격히 증가한 이유는 병원체의 변이와 함께 인구 증가, 도시화, 여행 및 교역의 증가, 빈부격차, 전쟁, 경제 발달과 토지개발에 따른 생태환경의 파괴 등이 주요 요인이 되었다. 그 밖에 항생제 내성과 기후변화 또한, 감염병 출현의 중요한 요인으로 분석된다[2]. 특히, 2003년 사스(SARS), 조류인플루엔자, 2003~2004년 노로바이러스, 2009년 신종인플루엔자, 2011년 장출혈성 대장균 감염증 등 대유행 감염병이 지속적으로 발생하고 있어 감염병에 대한 꾸준한 예방관리가 요구되고 있다. 

압타머는 1990년 콜로라도 대학의 Larry Gold 연구진과 매사추세츠 종합병원의 Andrew D. Ellington 연구진에 의해 처음 소개되었으며, 생체 외(In vitro)에서 압타머 발굴(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment, 이하 SELEX)로 알려진 반복적인 방법을 통해 개발되었다. 압타머는 짧은 단일 길이의 핵산 서열로 단백질, 세포, 미생물, 금속이온 및 화합물 등 다양한 표적에 특이적으로 결합할 수 있다[3,4]. 또한, 압타머는 친화성 리간드의 일종으로 일반적인 항체와 달리 장기간 보존, 배치 간 낮은 변형, 낮은 면역원성, 높은 안정성, 표적에 대한 높은 친화도 등 여러 가지 장점을 가지고 있다[5]. 올리고 뉴클레오티드로 구성된 압타머는 3차원 구조를 가지고 있으며, 높은 결합력으로 다양한 생물학적 표적에 비공유적으로 결합한다. 

압타머는 길항제(antagonist), 작용제(agonist) 또는 표적 리간드로서 이용되며, “chemical antibodies”라고도 불린다[6]. 본 원고에서는 압타머를 이용한 감염병 검사법 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

...................(계속)

☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.