바이러스 연구의 도약: 더욱 민감한 바이러스 RNA 감지

핀란드 위베스퀼레 대학의 나노과학 센터(NSC) 연구자들은 중요한 진전으로, 엔테로바이러스 RNA의 선택적이고 민감한 검출을 위해 설계된 혁신적이고 라벨 없는 비율 측정 형광 센서를 공개했습니다. 이 연구는 더욱 진보적이고 효과적인 검출 방법을 제공할 것을 약속하며, 글로벌 건강 문제를 해결하는 데 있어 학제 간 협업의 중요성을 강조합니다.

바이러스는 최근 팬데믹에서 입증되었듯이 세계 건강에 심각한 위협을 가합니다. 새로운 발병을 예방하려면 조기 감지 및 식별이 중요합니다. 전통적인 감지 방법은 효과적이지만 바이러스 게놈 방출에 대한 시공간적 정보를 제공할 가능성이 부족한 경우가 많습니다.

"생물학, 화학, 물리학의 전문 지식을 결합한 이 학제간 노력은 바이러스 탐지 기술에 있어 중요한 진전을 보여줍니다. 우리는 프로브(단일 가닥 상보 올리고뉴클레오타이드 단편)와 에티듐 브로마이드(EB)로 기능화된 탄소 점(CD)을 사용하여 엔테로바이러스 RNA를 탐지하는 향상된 비율 측정 형광 센서를 개발했습니다."라고 위베스퀼레 대학교의 물리학 교수인 유시 토파리가 말했습니다.

바이러스 감지를 위한 혁신적인 비율 측정 형광 센서

형광 나노입자는 생물분석물 감지를 위한 강력한 도구로 부상했으며, CD는 간단한 합성, 뛰어난 광안정성, 조절 가능한 광발광, 뛰어난 수용성, 생체적합성 및 리간드 접합을 위한 다양한 표면 기능으로 인해 선두를 달리고 있습니다. 이러한 고유한 특성은 CD를 생물 감지 분야의 게임 체인저로 자리매김합니다.

"이른바 기능화 센서(Func Sensor)는 CD가 기능화되어 있고, 즉 프로브와 공유 결합되어 있어서 CD, 프로브, EB의 간단한 혼합물인 보다 전통적인 비기능화 센서(Non-Func Sensor)보다 성능이 확연히 뛰어납니다."라고 유베스퀼레 대학교의 박사 연구원 아마르 라지가 설명했습니다.

두 센서 모두 프로브와 교잡하는 표적 DNA의 존재로 인해 EB 형광이 강화되는 반면, CD 형광은 전자 전달로 인해 약간 변하여 비율적 검출이 가능하며 매우 민감했습니다.

"Non-Func 센서는 표적 DNA에 대한 민감도가 낮았고 실제 엔테로바이러스 RNA 샘플에는 효과적이지 않았지만, Func 센서는 DNA와 실제 바이러스 RNA에 대한 민감도가 더 높아 선택성이 확연히 향상되었습니다." 박사후 연구원인 Abhishek Pathak이 언급했습니다. 그는 이전에 위베스퀼레 대학교에서 박사후 연구원으로 일했습니다.

Func 센서의 뛰어난 성능은 공유 결합 기능화로 인한 향상된 전하 전달에 기인합니다.

"저희의 원리 증명 연구는 CD와 EB 사이의 전자 전달을 개선하고 이를 통해 성능을 향상시키기 위한 프로브의 공유 고정화의 중요성을 강조하며, 바이러스 RNA의 빠르고 실시간, 정밀한 현장 검출에 Func 센서가 실용적으로 적합하다는 것을 보여줍니다."라고 유베스퀼레 대학교의 세포 및 분자 생물학 교수인 바르푸 마르요마키가 말했습니다.

특히, 이 연구는 Func 센서가 시험관 내에서 캡시드로부터 엔테로바이러스 RNA 방출을 실시간으로 감지할 수 있음을 보여줍니다.

"이것은 Func 센서가 감염 중에 실시간으로 바이러스 RNA의 출현을 감지하는 데 필요한 가능성을 제공하는 새로운 바이러스 RNA 감지 플랫폼으로 사용될 수 있다는 것을 의미합니다."라고 Marjomäki는 말했습니다.

보다 안전한 연구를 향해

연구팀의 이 선구적인 작업은 바이러스 RNA를 검출하는 새로운 방법을 보여줄 뿐만 아니라 형광체 간의 전하 전달 메커니즘에 대한 빛을 비춥니다. 이러한 성공을 바탕으로 연구팀은 이제 잠재적으로 위험한 염료인 에티듐 브로마이드를 훨씬 더 안전하고 세포독성이 적거나 생체적합성이 낮은 염료로 대체하여 시스템을 더욱 견고하게 만들기 위해 노력하고 있습니다.

Pathak은 "이러한 향상을 통해 생체 내 바이러스 RNA 검출의 안전성과 효능이 더욱 향상될 것"이라고 밝혔습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250404122637.htm