ESG연구소(구 한국CSR연구소)-지속가능저널

코로나바이러스가?1년?반이?넘게?계속되고?있는?요즘,?이제?PCR?검사?경험이?한?번도?없는?사람은?찾기?힘들?것이다.?이는?우리에게?가장?보편적이고?익숙한?검사?방식이지만?결과?확인을?위해?12~24시간이?필요하다는?점,?가정에서?사용하지?못하고?특정?기관에?가야?한다는?점에서?편의상?용이하지?않다.?비강과?구강을?뚫는?불쾌한?느낌도?마냥?좋지만은?않고?말이다.?그렇다면?간단하게?가정에서?타액?샘플로만?코로나바이러스를?진단할?수?있다면?어떨까??2021년?8월?6일,?‘ScienceDaily’에서는?이?모든?게?가능한?새로운?장치를?소개하며?이?원리에?관해?설명한다.

매사추세츠?공과대학교?(Massachusetts?Institute?of?Technology,?MIT)와?하버드?대학?(Harvard?Uni.)의?기술자들은?타액?샘플에서?약?1시간?이내에?코로나바이러스?물질을?검출할?수?있는?작은?상판?장치를?설계했다.?새로운?연구에서,?그들은?이?장치가?현재?사용되는?PCR?검사만큼?정확하다는?것을?입증했다.

이?장치는?현재?퍼지고?있는?코로나바이러스의?변종과?돌연변이?또한?감지할?수?있다.?결과는?한?시간?이내에?얻을?수?있으며,?잠재적으로?다른?변종?바이러스를?추적하기가?훨씬?쉽다.?이러한?장점은?특히?유전적?서열?분석이?가능한?시설에?접근하기가?어려운?지역에서?더욱?돋보인다.

MIT의?의료?공학?및?과학?연구소(IMES)의?의학과?과학?분야의?교수?제임스?콜린스(James?Collins)는?“우리는?개발한?장치가?출현하는?새로운?변이를?감지할?수?있도록?프로그램?되었으며,?이를?여러?용도에?맞춰?빠르게?사용할?수?있음을?입증했다.”라고?말했다.?그는?“이번?연구에서는?영국,?남아프리카,?브라질?변종들을?대상으로?했지만,?델타?변종들과?새롭게?나타날?다른?변이를?다루기?위해?이?진단?장치를?쉽게?적용할?수?있을?것”이라고?덧붙였다.

연구진은?이?장치는?3세대?유전자?가위?기술로?불리는?CRISPR?(Clustered?Regularly?Inter-spaced?Short?Palindromic?Repeats)에?의존한다고?밝혔다.?이는?15달러에?만들어질?수?있지만,?대규모로?생산이?가능해지면?그?비용은?상당히?낮아질?수?있다고?말한다.

콜린스?교수는?오늘?(8월?6일)?출간한?‘사이언스?어드밴스’라는?새로운?연구?잡지의?수석?저자이다.?이?논문의?주요?저자들은?하버드?대학의?위스?생물학?영감?공학?연구소?(Wyss?Institute?for?Biologically?Inspired?Engineering)의?교수?헬레나?드?푸이그(Helena?de?Puig),?이?연구소의?방문?연구원이자?보스턴?소아?병원과?소아·청소년과?강사?로즈?리(Rose?Lee),?MIT?미디어?연구소의?대학원생인?데보라?나자르(Devora?Najjar),?마지막으로?위스?연구소의?임상?연구원?샤오?탄(Xiao?Tan)이다.

독립적인?진단

이?새로운?장치는?콜린스와?다른?연구원들이?2018년?처음?발표한?CRISPR?기반?시스템인?셜록(SHERLOCK)을?사용한다.?시스템의?구성?요소에는?특정한?RNA?서열을?검출할?수?있는?RNA?가이드?가닥과?이러한?서열을?분해하고?형광?신호를?생성하는?효소가?포함된다.?이?모든?분자?성분은?장기간?보관하기?위해서?동결?혹은?건조될?수?있으며?물에?노출되더라도?다시?활성화가?가능하다.

콜린스?연구소는?지난해?이?기술을?도입해?코로나바이러스?물질을?탐지하는?작업에?착수했다.?그들은?이?기술을?도입해?빠른?결과를?얻고,?전문지식이?거의?없는?사람도?장치를?쉽게?이용할?수?있을?것으로?기대하며,?타액?샘플을?사용하는?이?장치가?사용자가?더욱?원활하게?검사를?받을?수?있기를?원한다.

이를?위해?연구진은?RNA와?핵산을?파괴하는?효소를?무력화하는?중요한?전처리?단계를?도입해야?했다.?그?결과,?샘플이?장치에?들어가면?열처리와?두?개의?화학?시약?때문에?핵?분해?효소가?비활성화되고,?타액을?막에?통과?시켜?RNA를?추출한?뒤?타액을?농축할?수?있게?했다.

“그?막은?우리가?이?진단?장치에?대한?민감도를?얻기?위해?핵산을?모으고,?이를?농축하는?과정의?핵심적인?요소다.”라고?로즈?리는?말한다.

그런?다음,?이?RNA?샘플은?동결?건조된?CRISPR/CAS?구성?요소에?노출된다.?이?구성?요소?같은?경우,?장치?내에서?밀폐된?수분?저장소의?자동?천공?펑크?작업에?의해?활성화된다.?후에?일어나는?원-포트?합성은?RNA?샘플을?증폭시킨?다음?타깃인?RNA?서열을?검출한다.

샤오?탄은?“우리의?목표는?다른?장비가?필요?없는?완전히?독립적?진단?시스템을?만드는?것입니다.”라고?말한다.?“기본적으로?환자가?이?장치에?타액을?묻힌?후?플런저를?누르면?한?시간?후에?결과가?나오는거죠.”

연구진은?최소?기기?셜록(minimally?instrumented?SHERLOCK,?miSherlock)이라고?부르는?장치를?설계해?각각?다른?목표의?RNA?서열을?찾는?최대?4개의?모듈을?장착할?수?있게?했다.?기본?모듈은?코로나바이러스?변종?물질의?RNA?가이드?가닥을?포함하고?있고,?다른?모듈은?지난해에?발생한?일부?변형과?관련된?돌연변이?물질에?해당한다.

연구자들이?이?연구를?진행할?당시?델타?변형은?아직?널리?퍼지지?않았지만,?이미?구축된?시스템이?델타?변이를?감지하기?위한?새로운?모듈을?간단하게?설계할?수?있다고?주장한다.?이?시스템은?또한?계속해서?나올?새로운?돌연변이를?모니터링할?수?있도록?프로그래밍?될?수?있다.

나자르는?“만약?광범위한?조사를?하고?싶다면,?여러분은?우려하는?돌연변이가?나오기?전에?잠재적으로?이를?관찰하기?위한?분석을?설계할?수?있다.”고?말했다.

변이를?추적하다

연구진은?먼저?이?기계로?합성된?코로나바이러스?RNA?염기서열이?검출되어?양성?반응을?보인?환자들로부터?샘플?50여?개를?채취해?장치의?정확도를?검사했다.?결과적으로?그들은?이?장치가?현재?사용되는?표준?PCR?검사만큼?정확하다는?것을?알아냈다.?PCR?검사는?이?장치와?비교하여?비강?면봉?작업?시간이?길고,?하드웨어와?샘플을?다루는?시간이?훨씬?더?많이?소요된다.

이?장치는?맨눈으로?볼?수?있는?형광?판독?값을?제시하며,?연구진은?결과를?판독해?보건부로?쉽게?보낼?수?있는?스마트폰?앱도?제작했다.

연구원들은?그들의?장치가?미국?식품의약처?FDA의?허가를?받아?대규모로?제작이?가능하다면,?장치당?$2에서?$3의?저렴한?비용으로?생산될?수?있을?것으로?믿고?있다.?그들은?이러한?진단이?PCR?검사나?변종?물질?유전자?배열에?대한?광범위한?접근이?없는?지역의?가정과?의료?센터들에서?유용할?수?있다고?예상한다.

“이러한?변형을?탐지하고?추적하는?능력은?효과적인?공공?보건에?필수적이지만,?유감스럽게도?현재?변종들은?자원이?풍부한?국가의?전문?역학?센터에서도?보기?드문?핵산?서열로만?이루어져?있다.”라고?드?푸이그는?말한다.

이?연구는?위스?연구소의?엘런?프런티어(Allen?Frontiers)?그룹의?폴?G(Paul?G),?국립?보건?연구소가?지원하는?하버드?대학?에이즈?연구?센터의?지원을?받았으며?미국?의학?및?위생?협회의?박사들의?펠로우쉽,?미국?위장?병학?연구?학자들의?도움을?받았다.

김다연/금천고등학교/금천SARKA

김민주?지속가능바람?저널리스트

김다연/금천고등학교/금천SARKA, 김민주 지속가능바람[email protected]

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