INTERVIEW
디지털 PCR 보급에
한 걸음 더 다가설 기술
진단치료기연구실 김진태 책임연구원
최근 ETRI는 차세대 유전자 진단 기술로 주목받고 있는 디지털 유전자증폭(PCR) 검사 장비 부품의 국산화에 성공했다.
이를 통해 고위험 감염병을 초기에 빠르게 진단하고, 확산을 막아 모두의 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대된다.
검사 장비 부품인 물방울 형광 리더기의 핵심 기술을 개발한 진단치료기연구실 김진태 책임연구원을 만나 보았다.
김진태 책임연구원님, 안녕하세요.
연구원님과 진단치료기연구실 소개 부탁드립니다
김진태 책임연구원안녕하세요, 저는 지능화융합연구소 진단치료기연구실에서 근무하고 있는 김진태입니다. 저는 연구소에 2000년 10월에 입사해서 20여 년 동안 연구실 생활을 하고 있습니다. 제가 근무하고 있는 진단치료기연구실에서는 ICT를 기반으로 한 인류의 건강과 복지를 위한 진단치료기, 의료기기 그리고 미래지향적인 의료 보조기기들을 연구개발하고 있습니다.
최근 개발한 물방울 형광 리더기 핵심 기술은 어떤 기술인가요?
기존에 저희가 사용하고 있는 PCR이라는 기술은 시료를 통해 DNA를 증폭해서 해로운 바이러스가 있는지 없는지 확인하는 기술입니다. 시료의 양이 적은 경우에는 바이러스가 있음에도 불구하고, 가짜 음성이 나올 수가 있습니다. 저희가 개발한 물방울 액적 형광 기술은 기존의 PCR 시약을 굉장히 적은 물방울로 나누어서 DNA를 증폭합니다. 작은 바이러스가 물방울에 하나라도 포집된다면, 그 속에 있는 바이러스를 검출할 수 있어요. 핵심은 작은 물방울을 세밀하고 정확하게 측정할 수 있는 몹시 작은 소자를 만들었다고 보시면 되겠습니다.
물방울 형광 리더기에 광유체 집적 모듈이 적용되었다고 들었는데요, 광유체 집적 모듈은 무엇인가요?
광유체 집적 모듈이라고 하는 것은 기존의 랩온어칩이라고 해서 굉장히 작은 미세 채널에 유체들을 집어넣고, 그 유체들에 포함되어 있는 생화학물질들을 연구하는 분야가 있었습니다. 실험이 끝난 이후에 결과값을 측정하기 위해서 항상 광학기술을 이용하게 되과데, 그 광학기술에 렌즈나 카메라같이 큰 광학기기들을 사용하면 불편함이 따릅니다. 그렇기 때문에 광섬유와 같은 작은 광학 부품을 랩온어칩에 결합해 새로운 형태의 하이브리드 소자를 만든 것이 바로 광유체 집적 모듈입니다.
물방울 형광 리더기 기술의 보완점이 있다면 무엇인가요?
현재 개발된 물방울 형광 리더기의 성능 향상을 위해서는 디지털 PCR이 완료된 시료들이 필요합니다. 암, 희귀병 또는 현재 전국적으로 이루어지고 있는 코로나19 바이러스 검사 결과를 내는 실제 샘플들이 좀 필요하고요. 그런 샘플들을 얻기 위해서는 병의원과 공동연구를 할 수 있는 기회가 필요할 것 같습니다.
물방울 형광 리더기 기술의 기대효과가 궁금합니다
현재 개발된 물방울 형광 리더기는 저가형으로 굉장히 정밀하게 물방울의 형광을 측정할 수 있는 기술입니다. 따라서 현재 미래지향적으로 개발되고 있는 디지털 PCR 장비에 이 기술이 적용될 수 있고, 그렇게 되면 디지털 PCR 장비의 전체적인 가격이 내려갈 것입니다. 그러한 가격 경쟁력 확보를 통해서 디지털 PCR 장비가 전 세계적으로, 또 국내에도 많이 보급될 것을 기대하고 있고요. 또 그런 보급을 통해서 앞으로 발생할 수 있는 감염병 바이러스의 발생 때 바이러스의 확산을 초기에 정확하게 진단해서 확산을 방지하는 데에 크게 기여하기를 바랍니다.
향후 연구원님의 목표는 무엇인가요?
앞으로의 연구 목표 중 하나는 현재 개발된 액적 형광 리더기를 적용한 고성능, 고정밀의 분자진단 기술을 좀 더 고도화하는 것이 하나의 목표입니다. 또 다른 목표는 기존의 PCR처럼 표지 방식으로 분자진단을 하는 기술 대신 비표지 방식으로 바이러스의 존재 유무를 검출할 수 있는 기술을 개발하고 싶습니다. 이를 위해 현재 ETRI에서 지원해주는 신개념 선행 연구 사업을 진행하고 있고요, 그 사업을 통해 비표지 방식으로 바이러스를 알아내고 그 결과를 토대로 보다 안전한 사회를 만들어 보고 싶습니다.
