나노입자 검출하는 예쁜꼬마선충 칩 개발

국내 연구진이 생체 독성을 일으킬 수 있는 나노입자를 검출하는 박테리아 칩을 개발했다.
최신식 명지대 식품영양학과 교수 연구진은 몸길이 1mm에 불과한 토양 선충의 일종인 '예쁜꼬마선충'을 이용한 은나노입자 검출 칩을 개발했다고 22일 밝혔다.
나노기술의 지속적인 발전과 더불어 나노입자를 포함한 다양한 나노물질이 자연, 생활 환경에 무분별하게 유입되는 현실에서 생체 유해성을 고려한 나노입자의 검출이 필요하다. 나노입자는 크기가 100nm(나노미터·1nm는 100만분에 1m) 내외로 매우 작아 존재 여부의 판별이 매우 어렵다. 은 나노입자의 경우 숙련된 전문가가 고가의 큰 분석 장비들을 사용하여 입자의 존재 가능성을 예측할 수 있으나 생물학적 독성 측정은 많은 시간과 노동력이 필요하다.
연구진은 나노입자가 동물 몸 안으로 들어갔을 때 나타나는 몸체 크기, 거동 변화, 특정 유전자 과다 발현을 이용하여 은 나노입자의 생체 유입과 유해성을 쉽게 눈으로 검출하는 바이오칩을 개발했다. 예쁜꼬마선충을 장시간 안정적으로 배양하는 공간과 몸체를 상하지 않으면서 고정하여 내·외관을 쉽게 관찰할 수 있는 채널을 가지는 미세유체 칩을 반도체 제조 공정 기술을 응용하여 대량으로 제작한 것이다.

예쁜꼬마선충은 몸이 투명하다. 따라서 투명한 미세유체 칩에 배양 및 고정 시 체내 유전자(단백질) 발현을 형광 표지 등으로 관찰하기 용이하며, 이러한 유전자가 나노입자에만 선택적으로 과다 발현되는 특징이 있어 나노물질과 기타 중금속 이온들 사이의 구별이 가능하다. 최 교수는 "예쁜꼬마선충이라는 동물이 나노입자를 먹은 후, 몸이 보이는 반응을 칩 상에서 쉽게 판별할 수 있도록 했다"고 설명했따.
그는 "환경 및 인체 유해성이 제기되는 나노물질을 효과적으로 검출할 수 있는 미세유체 동물 칩을 개발한 것"이라며 "향후 수질환경 검사, 식품 안전성 검사, 의료 분야 등에 적용될 수 있을 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지인 '사이언티픽 리포트 9일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]