[한국대학신문 심정은 기자] 울산과학대학교(총장 조홍래) 반도체공학과 김형진 교수 연구팀이 국제 공동연구를 통해 '나노그루브 기반 전기 임피던스 바이오센서를 적용한 실시간 라벨 없는 암 약물 고속 선별 시스템'을 개발했다.

이번 연구는 존스홉킨스대학교 의과대학 김덕호 교수, 워싱턴대학교 의과대학 이정현 교수, 공주대학교 최종섭 교수, 구미전자정보기술원 박혜빈·이수한 책임연구원과의 국제 공동협력을 통해 이뤄졌다.

연구 결과는 재료과학 분야 최고 권위지인 〈Advanced Healthcare Materials〉(Impact Factor 9.6)에 'High-Throughput 96-Well Nanogroove-Enhanced Electrical Impedance Biosensor for Real-Time Label-Free Cancer Drug Screening'(실시간 무라벨 암 치료제 대량·고속 스크리닝이 가능한 96웰 나노그루브 기반 전기 임피던스 바이오센서)라는 제목으로 지난달 말 온라인 게재됐으며, 표지 논문으로 선정되는 영예를 얻었다.

연구팀이 개발한 플랫폼은 이온 투과성 나노 패턴 기판과 서로 맞물린 전극 배열을 통합한 나노그루브가 적용된 임피던스 바이오센서다. 이 기술은 생리학적으로 유의미한 생체 내 섬유화 기질 지형을 재현해 라벨 없이 암세포 행동 및 약물 반응을 실시간 모니터링이 가능하며 정확도 또한 대폭 향상시켰다.

특히 전사체 프로파일링을 통해 약물 내성과 관련된 유전자 발현 특징을 명확히 규명함으로써 정확하고 예측이 가능한 항암제 선별에서 이 플랫폼의 유용성을 입증했다.

공동 교신저자로 참여한 울산과학대 반도체공학과 김형진 교수는 “이번 연구로 기존 약물 선별 시스템의 한계를 뛰어넘어 라벨 없이 세포의 생리적 현상 및 약물 반응을 실시간으로 분석·모니터링할 수 있게 됐다. 특히 유전자 발현 특징 분석을 통한 약물 내성의 정확한 예측이 가능해져 고속·대량 항암제 개발의 새로운 길이 열렸다”라고 연구의 의의를 설명했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 나노 및 소재기술개발사업(나노커넥트)의 지원으로 수행됐다.