나노입자 DNA 교잡반응 기기가 2시간 반 이내에 세균성 병원체를 확인시켜줄 수 있다는 두 개의 연구 결과가 나왔다.
이 두 연구의 논문은 Nature Nanotechnology 5월 5일자 온라인판과 Nature Communications 4월호에 각각 게재됐다. 매년 수백만 명의 사람들이 세균 감염으로 사망하고 있다. 분명히 치료제가 있음에도 불구하고 진단이 늦어져 발생하는 일이다.
기존의 미생물 기법들이 결과를 보여주기 위해서는 며칠이 걸릴 수 있다. PCR 기반 기술이 보다 신속하기는 하지만, 재원이 부족한 상황에서는 마땅치 않다. 미국 매사추세츠 제너럴 호스피탈의 랄프 바이슬더 박사팀은 세균을 신속하게 확인하는 두 가지 새로운 분야를 개척해 왔다.
이 두 기술은 DNA 교잡 및 검출에 의존하고 있는데, 현미경 슬라이드 크기의 소형 핵자기공명(NMR) 장비가 부착돼 있다. 매사추세츠 제너럴 호스피탈 시스템생물학센터의 정현정 박사팀은 Nature Nanotechnology에 발표한 논문에서 16S rRNA 염기서열을 이용해서 세균성 병원체를 신속하게 확인할 수 있는 유전자 플랫폼을 소개했다. 이 염기서열에는 많은 세균종에 공통되고 특정의 종에 특이적인 배열이 포함됐다.
이 기기를 이용해서 연구팀은 2시간 이내에 임상 검체에서 13가지 세균성 병원체를 정확하게 확인할 수 있었다. 연구팀은 황색포도상구균을 써서 이 방법을 검증했으며, 그런 다음 임상 검체에서 연쇄상구균, 장구균, 슈도모나스, 클렙시엘라, 젖산균 등을 포함한 10여 가지 세균성 병원체에 대한 검사를 시도했다.
이 검사법은 시간이 최고 2시간까지 걸렸는데, 연구팀은 “표준 배양법으로 확인되는 모든 세균종을 검출하는 데서 탁월한 정확도를 보여주었다”고 밝혔다. 이 검사법은 또 시트로박터(Citrobacter)와 아시네토박터(Acinetobacter) 등 두 가지 세균도 확인했는데, 이 두 세균은 기존의 미생물 검사법으로는 확인이 안 될뿐더러 세팔로스포린계 항생제에 내성을 보이고 있다. 연구팀은 쉽게 배양되지 않는 세균종들을 검출할 수 있는 이 검사법의 능력에 대한 연구가 앞으로 필요하다고 강조했다.
Nature Communications에 발표된 논문에서는 매사추세츠 제너럴 호스피탈 시스템생물학센터의 몬티 리옹 박사팀이 2시간 30분 이내에 환자의 검체에서 결핵균(Mycobacterium tuberculosis )을 진단할 수 있는 마그네틱 바코드 검사법을 소개했다.
이 검사법은 표적 유전자에서 단일 뉴클레오티드 다형성(single nucleotide polymorphism)을 구별할 수 있기 때문에 약물내성 균주를 검출하는 것이 가능하다. 이 바코드 시스템은 암 바이오마커를 검출하기 위해 만들어진 기법을 채용했다.
연구팀은 “휴대용 시스템과 결합된 이 마그네틱 바코드 검사법은 현장 진단검사용으로 민감하고 처리 속도가 높으며 비용이 낮은 플랫폼이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
