미세한 금 나노입자를 이용해 루게릭병 원인이 되는 단백질 변화를 측정하는 기술이 개발됐다. 고가의 진단장비 없이도 단백질 변화를 육안으로 식별할 수 있어 치매, 루게릭병 등 퇴행성 질환의 초기진단 등에 활용될 것으로 전망된다.

서울대 화학생물공학부 이종협 교수와 서강대 화공생명공학과 강태욱 교수 공동연구팀은 "금 나노입자를 통해 체내 단백질 변화 양상을 관찰할 수 있는 기술을 개발했다"고 8일 밝혔다.

몸속 단백질 양을 측정하는 것은 질병진단ㆍ치료에 결정적인 역할을 한다. 단백질이 갑자기 늘어나거나 특정 부위에 뭉치면 질병의 원인이 되기 때문이다. 특히 치매, 루게릭병, 알츠하이머 등 신경퇴행성 질환은 신경세포 안팎에 존재하는 특정 단백질이 갑자기 모이거나 늘어나 발생하는 것으로 알려졌다.

연구팀은 붉은색을 띠던 20㎚(나노미터ㆍ1나노미터는 10억분의 1ｍ) 크기의 금 나노입자가 다른 나노입자와 거리가 가까워지면 짙은 보라색으로 변한다는 점에 주목했다.

금 나노입자에 루게릭병 원인이 되는 단백질(SOD1)을 붙여 센서를 만들자, 이 단백질이 뭉쳐 응집체가 커질수록 금 나노입자를 넣은 수용액 색이 붉은색에서 점점 짙은 보라색으로 변했다고 연구팀은 설명했다. 색 변화는 장비 없이 육안으로 관찰할 수 있을 정도로 뚜렷하게 나타났다.

용액 안에 단백질 양이 적어 덩어리가 생기지 않으면 금 나노입자 간 거리가 멀지만, 단백질이 많아져 큰 덩어리를 만들면 금 나노입자들도 서로 가까워져 색이 변하는 원리다.

금 나노입자는 산란색이 강해 다른 나노입자들보다 강한 빛을 낸다. 빛 종류도 다채로워 금 나노입자 1~2개만으로도 유의미한 실험을 할 수 있는 것이 장점이다.

신경퇴행성 질환 중 하나인 루게릭병은 몸의 골격근을 움직이는 운동신경세포가 점차 사멸해 근육이 위축되거나 마비, 경직되는 병이다. 세포 노화를 억제하면서 수명을 연장시키는 SOD1 단백질에 유전자 돌연변이가 일어나면 루게릭병이 발병한다.

루게릭이나 치매, 알츠하이머 등 신경퇴행성 질환은 병이 진전된 다음에야 병원을 찾는 환자가 많아 치료가 어려운데, 이 기술을 상용화하면 검사가 간소화해 조기 진단이 가능할 것으로 보인다.

[이유진 기자]