세포 내 치료제 전달 기술 향상… 김학성 등 국내 연구진 성과

세포 내 특정 물질 대상 단백질 신약 개발 가능성 높아져

국내 연구진이 세포 내 질병 유발 단백질에 치료제를 전달하는 기술을 향상 시켰다. 한국연구재단은 김학성·류이슬 박사(KAIST), 이중재 교수(강원대), 강정애 박사(한국원자력연구원) 연구진이 DNA를 기반으로 나노 구조체를 개발해 세포 속으로 단백질이 전달되는 효율을 높였다고 밝혔다.

단백질 치료제는 저분자 화합물에 비해 반응 부위를 구별해내는 특이성이 우수해 차세대 의약품으로 활발히 개발되고 있다. 단백질 치료제가 탁월한 효과를 내기 위해서는 치료용 단백질이 세포 안으로 효율적으로 전달되는 기술이 먼저 필요하다.

지금까지는 화학적 합성법 등으로 단백질 전달체를 제작했지만, 생체 독성, 낮은 전달 효율, 복잡한 제조공정과 효과가 일관적이지 않은 점 등이 해결돼야 할 과제로 남아 있다.

연구팀은 생체 분자인 DNA를 기반으로 나노 구조체를 제작해 생체 친화적이면서도 특정 세포로의 높은 전달 효율성을 달성했다. 다양한 단백질을 전달할 수 있는 범용적인 기술로써 폐암 동물 모델에서도 항암 물질을 전달해 높은 항암 효과를 입증했다.

연구팀에 따르면 제조공정도 복잡하지 않다. 먼저 금 나노입자 표면에 DNA를 부착하고 징크 핑거를 이용해 각 DNA 가닥에 암세포를 표적하는 생체분자와 항암 단백질을 결합시켜 제작했다.

DNA와 징크 핑거 간의 상호작용을 이용함에 따라 DNA 서열과 길이를 조절해 나노 구조체에 탑재되는 단백질의 양을 손쉽게 조절했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(글로벌연구실·중견연구·생애첫연구) 지원으로 수행됐다. 국제학술지 '스몰(Small)'에 지난해 12월 28일 표지논문으로 게재됐다.

김학성 교수는 "생체 적합한 소재인 DNA와 단백질의 상호작용을 이용해 세포 내로 단백질을 효율적으로 전달하는 새로운 나노 구조체를 개발한 것"이라며 "세포 내 단백질 치료제의 전달뿐 아니라 동반 진단용으로 광범위하게 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
한윤창 기자 storm0238@

김학성 교수.

류이슬 박사.