몸속 '나노 택배' 기술 개발… 암 진단·맞춤형 치료 '청신호'

POSTECH 오승수 교수팀, 특정 단백질만 정밀 타겟 변형 기술 개발

[파이낸셜뉴스] 포항공과대학교(POSTECH) 신소재공학과 오승수 교수팀은 우리 몸 속의 특정 단백질만 골라서 정밀하게 변형시킬 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이 기술은 복잡한 생체 환경에서 마치 '나노 택배'처럼 원하는 단백질을 찾아가 풀을 바른듯 잘 붙게 한뒤 필요한 물질을 단백질에 붙여 성질을 바꿀 수 있다. 이를통해 표적 항암제 같은 신약을 개발하거나 맞춤형 정밀 치료에 쓰일 수 있을 것으로 보인다.

오승수 교수는 "이 기술은 단백질 기반 치료제, 생체 영상 기술, 표적 약물 전달 등 다양한 분야에서 혁신적인 발전을 이끌어낼 잠재력을 가지고 있다"고 설명했다. 또한 이번 연구의 제1 저자인 조혜성 박사는 "이는 특정 단백질을 원하는 대로 정밀하게 변형할 수 있는 새로운 플랫폼을 제시한 것"이라며, "향후 항체 약물 결합체 개발 뿐만아니라 다양한 생명 현상 연구로 범위를 넓혀나갈 계획"이라고 밝혔다.

연구진은 '디옥시옥사노신(dOxa)'이라는 '풀' 역할을 하는 화합물과, 특정 단백질만을 정확하게 인식하고 찾아가는 '택배 차량' 역할을 하는 핵산 기반 분자 인식 물질 '압타머(aptamer)'를 결합한 새로운 플랫폼을 개발했다.

이는 압타머가 우리 몸 속 수많은 단백질 중에서 목표로 하는 특정 단백질만을 정확하게 인식해 결합하는 것으로 시작된다. 이는 마치 택배 차량이 정확한 주소를 찾아가는 것과 유사하다. 압타머가 목표 단백질에 도착하면, 함께 결합된 dOxa가 그 단백질의 원하는 특정 부위에 '풀'처럼 강력하게 달라붙어 화학적인 변형을 유도한다.

실험 결과, 이 '나노 택배' 시스템은 45개의 다른 단백질이 존재하는 환경에서도 단 하나의 표적 단백질에만 dOxa를 선택적으로 결합시키는 정확성을 보였다. 또한 dOxa는 기존 변형 물질 대비 약 100만 배 높은 안정성을 유지했다. 뿐만아니라 실온 보관이 용이하고, 우리 몸과 유사한 환경에서도 4시간 안에 거의 100% 결합하는 높은 효율성을 입증했다.

특히 연구진은 살아있는 암세포에서 암세포 표면에 존재하는 주요 지표 단백질(PTK7)을 동시에 각각 다른 방식으로 선택적으로 나타내는 데 성공했다.

이는 개발된 '나노 택배' 기술이 실제 생체 환경에서도 효과적으로 작동함을 보여주는 중요한 결과다. 이를 통해 암세포 내 특정 단백질의 움직임과 역할을 실시간으로 추적하고, 암 성장 메커니즘을 밝히는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 연구진은 이 기술을 화학 분야 최고 권위 학술지 중 하나인 '미국화학회지(JACS)'에 발표했으며, JACS가 우수성을 인정해 부표지 논문으로 선정했다.

[e-mail] 김만기 기자