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코로나19 진단키트 성능 비교하는 표준물질 세계 두 번째로 개발했다

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코로나19 진단키트 성능 비교하는 표준물질 세계 두 번째로 개발했다

2020.07.14 14:30
표준연 사스코로나바이러스-2 유전자 90% 포함해 정밀도 높아
한국표준과학연구원에서 연구팀이 코로나19 바이러스의 유전자 표준물질을 개발하고 있다. 왼쪽부터 이다혜 선임연구원, 배영경 책임연구원, 유희민 선임연구원이다. 한국표준과학연구원 제공
한국표준과학연구원에서 연구팀이 코로나19 바이러스의 유전자 표준물질을 개발하고 있다. 왼쪽부터 이다혜 선임연구원, 배영경 책임연구원, 유희민 선임연구원이다. 한국표준과학연구원 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19, 코로나19)을 진단할 때 서로 다른 진단키트의 성능을 비교할 ‘기준’으로 활용할 수 있는 바이러스 유전자 표준 물질을 국내 연구팀이 세계 두 번째로 개발했다. 기존 표준물질보다 월등히 많은 유전자를 포함하고 있어 코로나19 진단의 효율성과 신뢰성을 높이고, 변이 등 앞으로 발생할 수 있는 다양한 상황에 대처하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.


한국표준과학연구원과 신종바이러스(CEVI)융합연구단은 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 유전자 표준물질을 국내 최초이자 세계 두 번째로 개발하는 데 성공해 14일 공개했다.


유전자 표준물질은 현재 코로나19 확진법으로 쓰이는 '실시간 중합효소연쇄반응(RT-PCR) 검사에 활용되는 '기준' 유전자다. RT-PCR 검사는 바이러스가 지닌 특정 유전자에 달라붙는 '프라이머'라는 유전자 물질을 이용해 바이러스 유전자의 특정 부위를 찾는 기술이다. 마치 범인의 시체 특징을 기억해 뒀다 그 특징을 찾아 범인을 확인하는 것과 비슷하다. 프라이머가 유전자를 찾은 뒤에는 그 부위를 반복적으로 복제해 대량으로 증폭하는 과정이 따른다. 복제 과정의 횟수를 세면 바이러스 감염 여부를 확인할 수 있다. 


문제는 RT-PCR 방식의 진단키트가 모두 원리는 같지만, 사용하는 유전자 부위가 각각 다르다는 점이다. 하나는 범인의 얼굴 중 눈썹의 모양으로, 다른 하나는 얼굴 중 입술 모양으로 범인을 구분하는 식이다. 범인 검거의 실력을 직접 비교하기 힘들다.

 

이 문제를 해결하려면 눈썹과 입술 등 여러 부위가 나온 한 장의 사진이 주고 각각 범인인지 확인하게 하면 된다. 마찬가지로 진단키트를 비교할 때에도 측정 값을 정확히 알고 있는 하나의 바이러스 유전자 물질을 만들어 ‘기준’으로 놓고 각각의 진단키트로 RT-PCR를 실시한 뒤 결과를 비교하면 된다.

 

코로나19 바이러스 유전자 표준물질 제조과정을 설명했다. 실시간 디지털 중합효소연쇄반응(RT-dPCR) 기술을 이용해 정밀하게 관심 유전자의 존재를 파악하고 정량화할 수 있다. 한국표준과학연구원 제공
코로나19 바이러스 유전자 표준물질 제조과정을 설명했다. 실시간 디지털 중합효소연쇄반응(RT-dPCR) 기술을 이용해 정밀하게 관심 유전자의 존재를 파악하고 정량화할 수 있다. 한국표준과학연구원 제공

김세일 표준연 미생물분석표준팀 책임연구원과 유희민 선임연구원, 배영경 바이오의약품분석표준팀 책임연구원, 이다혜 선임연구원팀은 ‘역전사 디지털 중합효소연쇄반응(RT-dPCR)이라는 기술을 이용해 전체 사스코로나바이러스-2 유전자와 90% 이상 같은 유전자를 지니고 있는 표준 물질을 만드는 데 성공했다. RT-dCPR은 액체 상태의 용액을 미세한 방울로 만든 뒤 형광 처리를 한 목표 유전자를 증폭해 형광을 내는 방울의 개수를 측정하는 방법이다(위 그림). 기존 RT-PCR보다 정확도가 높다. 


연구팀이 개발한 표준물질은 10%의 유전자를 포함한 기존 유일한 표준물질인 중국의 표준물질보다 월등히 유전자 다양성이 높은 것으로 평가 받는다. 다양한 유전자를 표적으로 하는 진단키트에 활용할 수 있다. 또 다양한 바이러스 유잔자에 변이가 일어나더라도 활용이 가능할 것으로 기대된다. 연구팀은 이 표준물질을 국내에서 사용중이거나 개발중인 코로나19 진단키트에 활용해 신뢰성과 정확도를 높이는 데 기여할 것으로 기대하고 있다. 배 책임연구원은 “최근 활발히 수출되고 있는 국산 진단키트의 품질관리에 도움이 될 것”이라고 말했다. 


김 책임연구원은 “CEVI연구단과 협업으로 사스코로나바이러스-2 유전체 확보가 가능했다”며 “현재 사스코로나바이러스-2와 더욱 비슷한 바이러스 입자 형태의 표준물질도 개발중”이라고 말했다. 
 

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