세포 호흡분비물 반응해 색 변하는 M13 박테리오파지‘인공 코’제작 성공
오진우․김규정 교수팀“실생활 다양한 적용 가능…향후 암세포 판별에도 기대”

부산대학교 연구진이 고유의 향을 가진 화학물질을 감지하는 일명 ‘인공 코’ 를 개발했다. 향후 식품 원산지 판별이나 환경 호르몬 감지 등 분야에서 다양한 기술 활용이 기대된다.

부산대학교(총장 전호환)는 나노과학기술대학 나노에너지공학과 오진우 교수와 광메카트로닉스공학과 김규정 교수 공동연구팀이 최근 세포 특유의 호흡분비물을 감지할 수 있는 새로운 개념의 ‘인공 코(artificial nose)’를 개발하는 데 성공했다고 7일 발표했다.

‘인공 코’란, 특수한 향을 가지는 물질을 검출 가능한 시스템을 일반적으로(관용적으로) 일컫는 표현. 이번에 개발한 인공 코는 특이한 향을 가지는 방향족 물질들을 검출할 수 있는 시스템이다. 인간의 코로는 감지할 수 없는 극미량의 방향족 물질도 검출 가능하며 그 종류까지 구분 가능하다.

이번에 개발된 ‘인공 코’를 이용하면 식품 원산지 판별 및 환경 호르몬 감지 등 특유의 향을 가진 다양한 방향족(芳香族, aromatic series) 화학물질을 감지할 수 있어 실생활에서의 폭넓은 적용 가능성에 관심이 모아지고 있다.
ms
특이한 향을 가지는 물질의 존재 유무와 그 양을 색깔의 변화를 통해 알 수 있으므로, 이 ‘인공 코’ 시스템을 ‘광학 코’ 혹은 ‘전자 코’라고도 한다.

이번 연구는 교신저자로 부산대 나노에너지공학과 오진우 교수와 BIT융합기술연구소 연구교수 유소영 박사, 공동저자로 광메카트로닉스공학과 김규정 교수가 참여했다. BK21 플러스 사업 나노융합사업단 문종식 박사, 에너지융합기술연구소 신동명 박사, 나노융합기술학과 김원근 석사과정생이 주연구자로 진행했다.

부산대 연구진의 이번 논문은 연구의 우수성을 인정받아 영국 왕립 화학회에서 발행하는 화학분야의 세계적 권위지인『Chemical Science』(IF: 9.14)의 지난달 1일자 표지논문으로 게재됐다.

부산대 연구팀은 유전자 조작을 통해 다양한 물성을 쉽게 조절 가능한 생체 친화적 물질인 ‘M13 박테리오파지(Bacteriophage)’를 규칙적으로 배열해 ‘인공 코’를 제작했다. M13 박테리오파지는 박테리아를 숙주로 삼는 바이러스인 ‘박테리오파지’ 중 ‘이콜라이(E.coli)’라는 박테리아를 숙주로 증식한 바이러스 종류다.

연구팀이 개발한 인공 코는 방향족 화학물질에 노출되면 박테리오파지 배열에 구조적 변화가 생겨 노출된 물질에 따라 각기 다른 독특한 색깔 변화를 보이는 것으로 확인됐다.

연구를 수행한 오진우 교수는 “세포의 호흡 시에 분비되는 다양한 방향족 화학물질을 인공코를 이용해 분별 감지함으로써 호흡 분비물을 이용해 향후에는 암세포를 감지할 수 있는 가능성까지 기대하고 있다”며 후속 연구를 이어갈 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 농림수산식품기술기획평가원이 지원하는 농림축산식품 연구개발과제(현장 이동형 농산물 원산지 판별기술 개발) 및 부산지역 유일의 미래창조과학부 한국연구재단의 선도연구센터(CRC)인 3차원혁신제조연구센터(센터장 신보성) 국가과제의 연구비 지원을 받아 수행됐다.

부산=김태현 기자 hyun@hankyung.com