김남영 교수(전자공학과) 연구팀, 코로나19 환자내의 COVID-19 변종 항원에 대한

Wooded Quoit Conformation Structural Aptamer기반 센서 개발 성공

-  JCR 1.5% Q1, IF: 12.545 과학전문지 Biosensors and Bioelectronics게재 -

-  COVID-19 변종 항원에 대한 검출을 위한 Aptamer기반 바이오센서 개발 성공 -

본교 전자공학과 김남영교수가 이끄는 연구팀은 전자공학과 파르샨트 쿠마르 샤르마 박사(제1저자)과 함께 COVID-19 변종 항원에 대한 검출을 위한 Aptamer기반 바이오센서 개발에 성공했다고 밝혔다.

(좌) 파르샨트 쿠마르 샤르마 박사 연구원 (우) 김남영 교수

COVID-19 전염병과 그 지속적인 확산은 공중 보건에 심각한 위협이 되고 있는ARS-CoV-2 (중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2) 변종으로 알려진 코로나바이러스 변종들은 유전체 변화를 겪고 있다. 이러한 변화는 증상의 심각성, 백신 접종의 효율성 및 바이러스의 전송 능력에 영향을 미칠 수 있다. 현장 진단 분석에서는 각 품종에만 독점적인 특정 유전자 또는 단백질 서열을 식별할 수 있다.

현재, 초고속, 응답성 및 정확한 항체 검출은 여러 가지 과제에 직면해 있다. 본 연구진은 실제 환자 샘플에서 SARS-CoV-2 S (Spike)/N (Nucleocapsid) 단백질 및 기타 변종의 라벨이 없는 감지를 사용한 초고속(5초이내) 및 저렴한(0.15 USD) 분석의 제조, 구현 및 감지 성능을 갖는 칩을 개발하였다. SARS-CoV-2 변종을 검출하기 위해 라벨이 없는 DNA 압타머 용량성 바이오 감지 장치가 사용되었다. 새로운 최첨단 바이오 감지 장치는 WQCSA (Woodenquits Conformative Structural Aptamer) 기반의 디지털 간 커패시터 전자(WQCSA-IDCE) 시스템을 개발하였다. WQCSA-aptamer는 SARS-CoV-2의 가변 영역에서 초민감성을 달성하기 위한 스위치 온 응답으로 사용되었으며, 형광색의 SARS-CoV-2 S/N 단백질을 측정하는 데 사용되었다. 개발된 센서는 여러 유형의 라벨이 없는 DNA 압타머와 함께 사용되어 다양한 심각한 급성 호흡기 바이러스 증후군 질환에 대한 신속하고 저렴하며 라벨이 없는 바이오 센서로 작용할 수 있다.

[COVID-19 변종 항원에 대한 검출을 위한 Aptamer기반 바이오센서 바이오센서]

한편, 이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 중점연구소 지원사업 및 연구재단 기초과학 지원 사업 (2018R1A6A1A03025242, 2018R1D1A1A09083353 and 2022R1A2C209333612)으로부터 지원을 받았다. 연구 결과는 Elsevier에서 발간하는 국제 저명 논문지인 Biosensors and Bioelectronics (IF=12.545) “SARS-CoV-2 Detection in COVID-19 Patients' Sample using Wooden Quoit Conformation Structural Aptamer (WQCSA)-Based Electronic Bio-sensing System” 제목으로 실렸다.(https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116506)