DNA를 이용한 유·무기 복합 나노 꽃 구조물의 제작 과정을 나타내는 모식도.한국과학기술원 제공
이 기술은 기존 효소를 이용한 나노 꽃보다 친환경적이며 DNA를 고농도로 포집할 수 있다.
나노 꽃은 표면이 거칠고 넓은 표면적을 가져 촉매, 전자기술, 분석 화학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
단백질로 제작되는 나노 꽃은 고온에서 열수 처리를 해야하기 때문에 DNA를 효과적으로 포집하지 못한다는 한계가 있었다.
연구팀은 생체 고분자 물질인 핵산이 아마이드 결합 및 아민 그룹을 갖는다는데 착안, 이를 통해 핵산을 이용한 유·무기 복합 나노 꽃 구조물 제작이 상온의 친환경적 조건에서 가능함을 증명했다.
이번에 개발된 DNA 기반의 나노 꽃 구조물은 기존 기술에 비해 여러 장점을 갖는다. 유해한 화학물질 없이 친환경 제작이 가능하고 낮은 세포독성을 갖는다.
또한 고효율의 DNA 포집이 가능하고 나노 꽃 내부에 포집된 DNA는 핵산 분해효소에 높은 저항성을 보였다.
연구팀은 핵산을 이용해 나노 꽃 입자를 합성하고 이를 유전자 치료 및 바이오센서 개발에 응용할 수 있을 것으로 내다보고 있다.
박현규 교수는 “이번 연구에서 개발된 DNA를 이용해 상온에서 합성된 나노 꽃 입자는 낮은 세포독성 특성을 띠면서 DNA를 핵산 절단효소로부터 효과적으로 보호하는 특성이 있다”며 “이를 통해 향후 유전자 치료용 전달체 등에 응용 가능하다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지인 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 B(Journal of Materials Chemistry B) 2017년 12호 표지논문으로 게재됐다.
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