KIST 안대로 박사팀에서 DNA 합성을 통해 개발한 16가지 종류의 DNA 나노입자 라이브러리/사진=KIST
한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 안대로 박사팀은 DNA 서열과 DNA의 화학 성분을 다양하게 조합하는 연구를 수행, 16개 종류의 DNA 나노입자로 구성되는 라이브러리를 구축했다고 15일 밝혔다. 또 이 나노입자 라이브러리 검색을 통해 간편한 고성능의 암 표적 약물 전달체 발굴 방법을 개발했다.
이 문제를 해결하기 위해서는 다양한 나노입자를 한꺼번에 설계·제조해 나노입자 라이브러리를 구축한 후 모든 방해요소를 극복하고 암 세포에만 많이 도달하는 최적의 나노입자를 동물 모델 실험을 통해 선별하는 방법이 필요하다.
(왼쪽부터)안대로 박사(교신저자), 김경란 연구원(제1저자)/사진=KIST
DNA는 생명 분자로 잘 알려져 있지만, 염기 서열을 분자설계 코드로 활용하면 다른 소재로는 불가능한 다양한 형태와 크기의 나노구조체를 정밀하게 조절해 만들 수 있다. 연구팀은 다양한 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학적 성분이 다른 여러 개의 나노입자로 구성되는 라이브러리를 구축했다.
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아울러 이렇게 구축한 DNA 나노입자 라이브러리를 동물 모델에서 검색, 기존에 보고된 다른 암표적성 나노입자보다 약 3배 이상의 전달률을 보이는 고성능 암 표적 전달체 3종을 발굴하는데 성공했다.
연구팀에 따르면 발굴된 전달체에 저분자 항암제 및 단백질 항암 약물을 탑재해 암 질환 동물 모델에 주입했을 때, 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암 조직에만 선택적으로 약물이 도달해 높은 항암 효능을 보였다.
안 박사는 “DNA 나노입자 라이브러리 기반 약물 전달체 검색 기술을 활용하면 암 조직에 선택적인 약물 전달체를 개발할 수 있다”면서 “특히 뇌처럼 약물이 도달하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 선택적이고 효율적으로 약물을 전달할 수 있는 전달체를 신속하고 간편하게 발굴할 수 있을 것”이라고 말했다.