증폭 없이 암 DNA 포착…'DNA 나노머신' 진단법 개발

혈액 속 미량의 암 DNA를 증폭 과정 없이 검출해 암을 진단하는 'DNA 나노머신' 기술이 개발됐다.

2일(현지시간) 중국 쓰촨대학교 화서병원 연구팀은 혈액에 떠다니는 종양 DNA 조각인 '순환종양 DNA(ctDNA)'를 분석해 암을 진단하는 새로운 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 DNA 증폭이나 효소 반응 없이 여러 ctDNA 돌연변이를 동시에 검출할 수 있다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 불레틴'에 게재됐다.

이 기술은 스스로 조립되는 DNA 나노 구조를 활용한다. 특정 이온이 DNA 가닥을 연결하며 전기 신호를 내는 '보고자' 역할을 한다. 표적인 암 DNA가 결합하면 구조가 해체되면서 이온이 방출되고, 이 신호를 측정해 암 DNA 양을 파악하는 원리다.

연구팀은 '메틸렌블루'라는 분자 충전재를 사용해 DNA 나노머신의 성능을 개선했다. 분자 충전재는 불필요한 신호는 줄이고 안정성을 높여, 기존보다 민감도를 100배, 신호 대 잡음비를 2.5배 향상시켰다.

연구팀은 비소세포폐암 환자 66명의 혈장을 대상으로 임상 평가를 진행했다. 그 결과, 기존 정량적 유전자 증폭(qPCR) 검사법과 비교했을 때 EGFR L858R, T790M 두 돌연변이 검출에서 0.96의 높은 정확도(AUC)를 보였다.

또한, 유두 갑상선암 환자 38명을 대상으로 한 연구에서는 BRAF V600E 돌연변이 검출 정확도(AUC)가 0.97에 달했으며, 기존 검사법과 94.7%의 일치율을 나타냈다. 이는 다른 종류의 암 진단에도 이 기술이 적용될 수 있음을 시사한다.

이 진단법은 혈액을 복잡한 핵산 추출 과정 없이 희석하고 가열하는 것만으로 검사가 가능하며, 반응 시간도 60분으로 짧다. 연구팀은 향후 검출 가능한 돌연변이 범위를 넓히고 소형 장치와 통합하는 연구를 이어갈 계획이다.