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메르스 진단 기술 PCR, 초소형 기기로 5분 안에 끝낸다

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메르스 진단 기술 PCR, 초소형 기기로 5분 안에 끝낸다

2015.08.02 18:00
빛을 이용해 PCR을 하는 모습.  - 루크 리 연구실 제공
빛을 이용해 PCR을 진행하는 개념도. - 루크 리 UC버클리 연구실 제공

 

메르스 확진에 쓰이던 메르스 유전자 검사(PCR)를  5분 안에 마칠 수 있는 기술을 미국 연구진이 개발했다.
 

손준호 연구원 등 한인 과학자가 포함된 미국 UC버클리 연구진은 ‘LED(발광다이오드)’ 조명장치를 이용해 빠른 시간 안에 PCR을 하는 기술을 학술지 ‘빛: 과학과 응용’ 31일자에 발표했다.
 

메르스를 확진하기 위해서는 환자의 객담 등 샘플에서 메르스 바이러스의 특정 유전자가 있는지 실제로 있는지를 확인한다. 이때 해당 유전자의 존재를 쉽게 볼 수 있도록 유전자의 양을 수백만 배 증폭시키는데, 이 실험 기법이 PCR이다.

 

기존에는 PCR을 하는 데 수시간이 걸렸으나 이를 5분 안에 할 수 있게 돼 메르스와 같은 전염병 현장진단은 물론이고 과학수사와 생물과학 발전에도 큰 보탬이 될 것으로 보인다.

 
 

빛을 이용한 PCR 기계의 원리. 금 박막에 빛을 쏘이면 전자의 진동으로 열이 발생한다. - 손준호 제공
빛을 이용한 PCR 기계의 원리. 금 박막에 빛을 쏘이면 전자의 진동으로 열이 발생한다. - 손준호 제공


PCR의 원리는 온도조절이다. 열을 가해 두 가닥의 DNA를 한 가닥으로 분리한 뒤 증폭시키고 다시 온도를 내려 두 가닥으로 붙이기를 30회 정도 반복해야 한다. 보통 이 과정에는 수 시간이 걸린다.

 

연구팀은 짧은 시간 안에 온도를 바꾸기 위해 발광다이오드(LED)를 이용했다. LED를 얇은 금 박막에 쬐면 금 박막 표면의 전자가 진동하고, 이 진동으로 인해 짧은 시간 안에 높은 열이 발생해 PCR을 하는 데 걸리는 시간을 단축시켰다.

 

루크 리 UC버클리 교수는 “이번에 개발한 빛을 이용한 PCR 시스템은 빠르고, 민감하고 저렴하다”며 “이 기술이 적용된다면 적용범위가 크게 확대될 것”이라고 말했다. 

 

 

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