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생명정보공학과 백승필 교수 연구팀, 뛰어난 나노소재인 DNA 재료를 위한 효소 기반의 범용적 기능성 강화 방법 개발...

  • 2019-10-15
  • 홍보기금팀
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생명정보공학과 백승필 교수 연구팀, 뛰어난 나노소재인 DNA 재료를 위한 효소 기반의 범용적 기능성 강화 방법 개발...게시물의 첨부이미지


고려대학교 세종캠퍼스 생명정보공학과 백승필 교수가 이끄는 나노 및 인공생명공학연구실 NABL이 변형 염기의 종류에 제약받지 않고 정량적이며 추가 효소적 기법 도입이 가능한 DNA 변형기 도입 기술을 개발했다. 이번 연구는 저명한 학술지인 Nucleic Acids Research에 게재되고 생물학연구정보센터 BRIC에서 우수논문으로 선정되며 연구의 우수성과 성과를 인정받았다.

 

DNA는 뛰어난 자가 조립 능력을 지닌 재료로 약물전달 체계에 논리회로 기능을 부여하거나 DNA의 리간드 결합 특성을 활용한 센서 개발 혹은 생촉매 개발을 위한 고차구조 플랫폼 제작 등에 활용된다. DNA의 복제 및 전사 과정에서 발견되는 2차 구조(G-quadruplex, holiday junction)와 역학적 성질들은 생물재료과학 관점에서 신기능 소재로 주목받는 연구 주제이다.

 


<사진설명> 왼쪽부터 백승필 교수, 장의경 연구교수, 손려강 연구원

 

NABL 연구팀은 DNA 수식 방법 중 실험실 규모의 맞춤 변형기 도입이 가능한 '합성 후 수식' 방법에 주목했고, 주형 가닥 없이 중합반응이 가능해 변형 핵염기의 선택이 자유로운 Terminal deoxynucleotidyl Transferase (TdT)를 이용했다. 이 과정에서 TdT 효소의 작동원리 상 뉴클레오타이드가 연속 도입되고 도입 개수를 제어하기 어려운 문제가 발생한다. NABL 연구팀은 TdT의 연속 도입 현상을 억제하기 위해 기질로 사용된 rNTP와 붕산의 착물 형성 현상을 이용해 TdT 효소의 기질 접근성과 반응속도를 낮춰 ssDNA3'말단에 단일 변형기를 도입할 수 있었다.

 

본 반응은 일반 핵염기는 물론 연구실 자체제작 반응성 핵염기와 3종의 상용 핵염기 (Biotin-U, Aminoallyl-U, N6-propargyl-A)를 대상으로 성공을 거뒀으며, 동일 원리에 의해 TdT의 기질로 인식되는 모든 뉴클레오타이드에 적용 가능할 것으로 보인다. NABL 연구팀이 개발한 DNA 변형기 도입 기술은 DNA 공학 발전에서 천연 DNA의 한계를 극복할 활용도 높은 변형 기술로 귀추가 주목된다.

 

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학생홍보기자단 취재 박인혜


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