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식중독·파상풍균 검출 쉬워진다

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식중독·파상풍균 검출 쉬워진다

2019.05.13 17:30
장영태 포스텍 화학과 교수
장영태 포스텍 화학과 교수

파상풍이나 폐렴, 식중독, 결막염 등 일상을 위협하는 병 다수는 세균의 일종인 ‘그람양성균’ 감염이 원인이다. 그람양성균은 검출 과정이 까다로워 현장 검출에 어려움이 많았다. 국내 연구팀이 빠르고 정확하게 그람양성균을 검출할 수 있는 새로운 기술을 개발했다.


포스텍은 장영태 화학과 교수(사진)와 강남영, 권화영, 샤오 루이 연구원팀이 그람양성균을 빠르고 정확히 확인할 수 있는 형광 탐침을 개발했다고 13일 밝혔다. 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 '앙게반테 케미' 4월 25일자에 발표됐다.


그람양성균은 1884년부터 미생물학 분야에서 사용돼 온 세균 염색법인 ‘그람염색법’으로 염색했을 때 보라색으로 나타나는 세균이다. 같은 염색 시 붉은색으로 염색되는 ‘그람음성균’과는 대비되는 독특한 세포막 구조를 갖고 있는 게 특징이다.  

 

파상풍이나 식중독, 결막염 등 친숙한 병을 유발하는 세균 상당수가 그람양성균에 포함된다. 균이 환경에 존재하는지 여부를 빠르게 파악하는 게 관건이다. 하지만 염색을 이용한 검출 과정은 번거롭고, 이를 개선한 기존의 탐침은 검출에 시간이 오래 걸려 현장에서 빠르게 세균의 유무를 판단하기 어려웠다.  


장 교수팀은 그람양성균의 독특한 세포막 구조에 주목했다. 그람양성균은 세포질을 둘러싸는 얇은 내막 위에 ‘펩티도글리칸’이라는 당단백질로 된 층이 두껍게 ‘코팅’돼 있는 게 특징이다. 이 층에는 당 분자가 길에 이어진 ‘다당사슬’이 존재하는데, 연구팀은 이 다당사슬만 골라 달라붙을 수 있는 ‘붕산’이라는 분자를 준비한 뒤, 여기에 빛을 쪼이면 다른 파장의 빛을 내놓는 특성을 지닌 형광분자를 붙여 그람양성균을 골라내는 전용 탐침을 완성했다.


연구팀은 ‘백고(BacGO)’라고 이름 붙인 이 기술을 다양한 의학, 환경학 분야에서 활용할 수 있다는 사실을 실험으로 확인했다. 각막염에 걸린 생쥐를 이용해 세균 감염을 정확히 확인하는 데 성공했고, 폐수 속 오염물(슬러지)에 세균이 어느 정도의 비율로 존재하는지 빠르게 확인하는 데에도 이 기술을 사용할 수 있다는 사실을 확인했다.


장 교수는 “백고를 이용하면 최소한의 염색 과정으로 다양한 그람양성균을 살아있는 상태로 탐지할 수 있다”며 “폐수 모니터링과 세균 감염 진단 등 여러 분야에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 
 

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