단백질센서연구소, 노화 진단용 간편 ‘칩’ 개발 . 생명공학·기계공학·임상의학·기초의학 ‘융합의 힘’

 ‘아름답고 건강하게 오래 사는 것’은 그 누구나의 바람일 것이다. 이 바람을 이루기 위해서는 자신의 노화정도부터 정확히 측정하는 것이 무엇보다 중요하지만, 아직까지는 노화를 쉽고 간편하게 진단할 수 있는 방법이 개발되지 않은 상태.

 그런데 드디어 인류 공통의 희망사항을 이루기 위한 첫 걸음이 내디뎌졌다. 영남대 단백질센서연구소(소장 조경현 생명공학부 교수, 이하 ‘연구소’)가 노화정도를 매우 간단한 방법으로 자가진단 할 수 있도록 한 ‘칩’ 개발에 성공한 것이다.

 특히 이번 성과는 생명공학(조경현 교수), 기계공학(심재술, 이동연 교수), 의학(김재룡 교수, 영남대 노인성혈관질환연구센터장)이 학문간 높은 장벽을 허문 결과물로, ‘융합연구의 힘’을 제대로 보여주었다는 점에서 더욱 의미가 크다.

단백질센서연구에 참여 중인 교수들(왼쪽부터 김재룡, 조경현, 심재술, 이동연 교수) 

 연구소는 지난 3년 동안 노인혈청과 청년혈청의 고밀도지단백질(HDL)¹ 변화를 관찰했다. 그 결과 노화에 따라 단백질의 쇠퇴가 일어나 ‘부러짐’ 현상이 증가하고 전하량이 변화한다는 것을 밝혀냈다. 그리고 이러한 구조적‧기능적 차이 때문에 ‘랩온어칩’(lab-on-a-chip)²에서의 전기반응에 의한 단백질의 이동성이 노화정도에 따라 다르게 검출된다는 것을 입증해냈다. 즉, 청년혈청의 단백질은 이동밴드가 짧고 선명(단백질이 원형 그대로 보존됨을 의미)한데 반해, 노인혈청의 단백질은 이동밴드가 길고 밴드가 흐릿(단백질 훼손이 심하고 힘이 없음을 의미)하게 나타난 것이다.

(※아래 그림 참조).

 연구소에 따르면, 이 기술을 이용하면 동전과 유사한 크기의 진단 칩(위 그림에서 동전 밑에 있는 직사각형 모양의 것)만으로 가정이나 병원에서 손쉽게 노화의 정도뿐만 아니라 당뇨, 동맥경화의 위험도까지 자가 진단할 수 있게 될 전망이다.

 아울러 연구소는 노인혈청의 단백질과 과당에 의해 변형된 단백질이 공통적인 성질과 이동성을 보임을 밝혀냈다. 이는 젊은 사람이라도 ‘당뇨가 심하면 늙어 보인다’는 속설에 대한 과학적 근거를 제시한 것이라 할 수 있다.

 이번 연구결과는 관련분야 Top 10으로 손꼽히는 SCI 국제학술지 ≪Electrophoresis≫에 지난 12월 게재됐으며, 관련된 선행연구는 2010년과 2011년 ≪Gerontological Society of America≫(미국노화학회지) 등 저명한 국제저널에 10여 편이나 보고됐다. 한국연구재단으로부터는 우수연구과제로 선정된 바 있다.

 이에 대해 영남대 단백질센서연구소장 조경현 교수(44, 생명공학부)는 “대량 임상적용기술 확보를 위해서는 진단 칩 양산체제 구축 및 임상적용 데이터의 추가 확보가 필요하다. 이를 위해 대학은 기초연구를, 기업은 진단 칩의 대량생산을, 대형병원은 임상적용을 각각 책임지고 수행하는 공동연구를 앞으로 계속 추진할 계획”이라고 밝혔다.

 한편 영남대 단백질센서연구소는 생명과학, 기계공학, 임상의학, 화학, 약학, 정보통신공학의 학문간 융합을 통해 혈관노화 조기진단 바이오센서 및 진단시스템 개발을 위해 지난 2월 영남대 부설연구소로 설립되었으며, 혈관노화 및 당뇨, 비만, 관상동맥질환 조기진단키트의 실용화를 목표로 연구에 매진하고 있다.