장내 염증 감지 실험 모식도. 한국생명공학연구원 제공

[금강일보 김미진 기자] 한국생명공학연구원은 합성생물학전문연구단 이대희·이승구 박사팀과 실험동물자원센터 황정환 박사팀 장내 염증 반응에 의해 생성되는 질산염(NO3-)을 장내미생물이 직접 감지, 형광신호를 내도록 하는 스마트 미생물 기술을 최초로 개발했다고 14일 밝혔다.

개발된 기술은 합성생물학을 기반으로 인공유전자회로를 제작하고 이를 프로바이오틱스에 도입해 비침습적 염증성 장질환의 진단이 가능하도록 한 것이다. 이 기술은 향후 장내미생물을 이용한 새로운 형태의 진단 및 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

연구팀은 산화질소의 최종 산화물인 질산염을 장내 염증 진단의 지표물질로 활용해 합성생물학 기반의 유전자회로를 제작했다. 이후 이를 프로바이오틱스균에 도입해 비침습적 염증 진단이 가능한 스마트 미생물을 개발했다.

또한 개발된 스마트 미생물을 활용해 대장염을 앓는 실험동물 마우스의 장내 염증 감지 실험을 수행한 결과, 건강한 마우스 그룹에 비해 염증이 유도된 마우스 그룹에서 질산염 감지 신호에 의한 형광 단백질 발현이 증가된 것을 확인했다. 특히, 염증 진행 정도에 따른 대장 내 질산염 농도 증가와 대장 및 분변 샘플에서 분석한 바이오센서 내 형광 단백질 발현 증가 경향이 높은 유사성을 나타냄을 확인했다.

이대희 박사는 “장내 염증의 지표물질인 질산염과 티오황산을 동시에 감지해 형광을 띄는 스마트 미생물을 활용, 비침습적 염증성 장질환 진단 기술도 개발이 가능하며 특히 형광 단백질을 염증을 치료할 수 있는 치료제로 대체할 경우 염증과 동시에 치료도 가능한 스마트 미생물 기술도 개발 가능하다”고 말했다.

김미진 기자 kmj0044@ggilbo.com

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