DNA 만드는 방법 확 바꿨다… 화학 시약 대신 ‘온도’ 조절로 합성

KAIST, 온도 기반 DNA 합성법 개발 화학 시약 대신 온도로 DNA 합성 제어 합성생물학, 신약개발, 정밀의료 등 활용 모든 생명체의 유전정보를 담고 있는 DNA를 복잡한 화학 공정 없이 온도 조절만으로 합성할 수 있는 기술이 개발됐다. DNA 제조 비용과 시간을 크게 줄여 합성생물학과 유전자 연구, 신약 개발, 정밀 의료 등 다양한 바이오 산업에 활용될 전망이다. KAIST는 최영재 공학생물학대학원 교수 연구팀이 에이티지라이프텍, 최한솔 이화여대 생명과학과 교수 연구팀과 공동으로 화학 시약 대신 온도만으로 원하는 DNA 서열을 합성하는 플랫폼 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. DNA는 일종의 '생명체 설계도'로, 질병 진단과 신약 개발, 새로운 미생물 제작 등 다양한 바이오 분야에서 활용된다. 현재 DNA 합성은 네 가지 염기(A·T·G·C)를 하나씩 연결할 때마다 화학 시약을 넣고 씻어내는 과정을 반복해야 했다. 이로 인해 고가의 자동 DNA 합성 장비와 전문 시설이 필수적이다. 연구팀은 머리핀처럼 접혀 있다가 일정한 온도에서만 펼쳐지는 특수한 DNA 구조인 '헤어핀 DNA'를 적용했다. 서로 다른 온도에서 작동하는 여러 종류의 헤어핀 DNA를 하나의 시험관에 넣고 온도를 순서대로 바꾸는 방식으로 원하는 DNA를 차례대로 합성하는 데 성공했다. 기존 DNA 합성 방식이 화학 시약을 계속 교체해야 하는 것과 달리 처음부터 필요한 재료를 하나의 시험관에 넣어두고 온도만 바꿔 DNA가 순서대로 만들어진다. 복잡한 시약 교체나 대형 고가 장비 없이 온도 조절 장치만으로 DNA를 합성할 수 있게 구현한 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 이 기술이 실제 활용되는 것을 보여주기 위해 무전원 DNA 온도 블랙박스를 만들었다. 이 장치는 평소 동결건조상태로 보관하다가 사용 직전 물 한방울만 떨어 뜨리면 작동한다. 이후 배송 과정에서 온도가 언제, 어떤 순서로 변했는지를 DNA 서열에 기록한다. 일정 온도 이상에 노출되면 색이 변해 이상 여부를 확인할 수도 있어 백신과 바이오의약품, 세포치료제 등 저온 유통 품질 관리에 활용할 수 있다. 최 교수는 "이번 연구는 DNA를 만드는 방법 자체를 바꿨다는 데 의미가 있다"며 "DNA 합성을 더욱 쉽고 경제적으로 구현해 바이오 기초 연구의 진입 장벽을 낮추는 데 기여할 것"이라고 말했다. 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 지난 2일에 실렸다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr