DNA와 결합해 오렌지색 형광을 띠는 은나노클러스터센서(왼쪽)와 두 개의 머리핀 구조의 DNA가 마주 보는 결합 구조를 형성할 때 은나노클러스터센서가 오렌지색 형광을 띠는 모습. [한국원자력연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 김소연 기자 = 한국원자력연구원은 1일 환경안전평가연구부 정일래 박사가 주도한 공동 연구팀이 유망 바이오소재인 'DNA 은나노클러스터' 센서의 작동 원리를 규명했다고 밝혔다.

DNA 은나노클러스터는 강력한 형광물질을 발산할 수 있는 신소재다.

환자의 체내 DNA, RNA 등 생체물질을 검출해 암이나 치매 등 난치성 질환을 진단하는 바이오 소재로 활용된다.

그동안 DNA 은나노클러스터가 어떤 원리로 형광 발색을 하는지에 대한 연구가 미미했다.

정 박사는 전북대, 연세대, 서린바이오사이언스, 미국 오크리지국립연구소와 함께 마주 보는 두 개의 머리핀(hairpin) 구조의 DNA가 마주 보는 결합 구조(head-to-head dimer structure)를 형성할 때 결합한 은나노센서가 강한 오렌지 형광색을 나타내는 것을 발견했다.

이번 성과는 현미경으로도 볼 수 없는 작은 나노 크기의 입자를 관찰하는 '양자빔 소각산란' 기술을 활용해 나노 영역의 DNA를 관찰할 수 있었기 때문에 가능했다.

연구진은 원자력연 내 소각산란 시설로 DNA와 은나노클러스터의 결합 구조를 관찰했고, 이 구조와 형광 발현 패턴의 상관관계를 규명했다.

정 박사는 "원자력연의 원자력 기술을 활용해 바이오소재의 구조와 작용 원리를 규명했다는 점에 의미가 있다"고 말했다.

이번 연구성과는 지난달 미국 화학회(ACS) 학술지 'ACS 나노'(ACS Nano) 온라인판에 게재됐다. 곧 출판될 인쇄본에도 실릴 예정이다.

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