질병 원인균 ‘그람 양성균’ 빠르고 정확하게 분석하는 기술 개발

국내 연구진이 파상풍, 식중독, 각막염, 폐렴 등을 일으키는 원인 물질인 그람양성균을 빠르게 찾아낼 수 있는 형광물질을 개발했다.

포스텍 화학과 장영태 교수팀은 그람양성균을 빠르고 정확하게 파악할 수 있는 형광 분자인 ‘BacGO’를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 최신호에 실렸다.

그람균은 체내에서 독소를 만들어 내 각종 질병을 유발시키는 박테리아로 과학자들은 1884년 그람염색법이라는 세균 염색기술을 활용해 그람균을 구분해 내는 방법을 개발했다. 그람염색법은 박테리아 분류를 위해 필수적인 기술이지만 여러 단계를 거쳐야 하고 복잡하기 때문에 실제 의료현장에서는 분석결과를 받아보기까지는 많은 시간이 걸린다는 단점이 있다. 이 때문에 형광 탐침들이 많이 개발되기는 했지만 세균 분류 능력이 떨어지거나 검출속도가 늦어진다는 문제가 있었다.

연구팀은 폐렴, 파상풍, 식중독, 각막염 등의 질병을 일으키는 그람양성균에 펩티도글리칸층에 있는 다당사슬에 주목했다. 연구팀은 다당사슬과 잘 결합하는 붕산을 이용해 그람양성균을 선별할 수 있는 형광분자를 골라냈고 이를 이용한 형광탐침을 개발했다.

BacGO로 이름붙여진 이 기술을 활용하면 다양한 그람양성균을 모두 골라낼 수 있는 것으로 확인했다. 실제로 연구팀은 각종 환경 박테리아들이 모여있는 폐수 찌꺼기를 처리하는 폐수 처리과정에서 박테리아 비율을 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 각막염에 걸린 생쥐를 대상으로 박테리아 감염여부를 진단할 수 있다는 것을 확인했다.

장영태 교수는 “이번에 개발한 BacGO 기술은 그동안 활용된 그람염색법과 달리 최소한의 염색과정으로 다양한 그람양성균을 살아있는 상태로 탐지할 수 있다”며 “그동안 사용돼 온 그람양성균 형광탐침을 대체할 수 있을 뿐만 폐수모니터링, 박테리아 감염 진단 등 다양한 환경과 의료현장에서 사용할 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr