KRISS(한국표준과학연구원, 원장 정광화) 바이오측정표준연구팀(팀장 박상열)은 고도의 정확성을 자랑하는 유도플라스마-발광분석법(ICP-OES)을 DNA분석에 적용해 1% 수준의 측정오차(불확도)를 가지는 DNA 분석기술 및 인증표준물질 개발에 성공했다.
자외선 흡광법을 사용하는 기존의 DNA 측정법은 측정불확도가 10~30% 수준에 머무르기 때문에 정확한 분석이 필요한 경우, 시험결과의 신뢰성에 문제가 생긴다.
이번에 개발한 측정법은 DNA의 매 염기마다 한 개씩 존재하는 인(P)원자를 유도플라스마-발광분석법으로 정량해 DNA의 양을 정확히 측정할 수 있다. 이 방법은 고도의 정확성으로 최근 국제측정학계에서 기준측정법으로 인정받고 있다.
또한 연구팀은 초고감도 유세포분석기술을 활용해 DNA 분자들을 계수하는 방식으로 극저농도의 DNA도 정확히 정량할 수 있는 방법을 개발하였다.
이 기술은 DNA 분자를 유체의 흐름 중에서 하나씩 세어 양을 정하는 방법으로 KRISS가 세계최초로 측정표준을 확립한 것이다.
이 방법은 극저농도의 DNA를 측정할 수 있기 때문에 범죄현장에서의 DNA 증거채취와 같은 경우에 정확한 정량표준을 제공할 수 있다.
또한 생물 관련 시험분석 시, 결과에 대한 정확성 및 신뢰성이 떨어져 이를 해결할 관련 측정표준의 확립이 시급한 상황이다. 바이오물질은 기존의 화학물질에 비해 크기가 매우 크고 복잡해 기존의 분석기술로는 정확한 정량이 어렵다. 생물학계는 다양한 시험분석법을 나름대로 개발해 사용하고 있지만 분석절차가 복잡하고, 정량의 임의성이 커 정확성과 재현성이 낮다.
이번에 개발한 기술은 불확도 1% 수준으로 매우 정확하며, 국제 SI단위계인 물질량(mol: 물질의 양을 나타내는 국제단위계의 7가지 기본 양 가운데 하나)으로 DNA의 양을 정확하게 표시하는 출발점이 될 수 있다.
이 성과는 일본 쯔꾸바에서 열린 제11차 바이오-환경기준물질 (11th-BERM) 국제심포지엄에 발표되어 세계적 우수성을 인정받았으며, 관련 기술은 우리나라와 미국 특허를 동시에 획득했다.
연구진은 개발한 DNA인증표준물질을 DNA 분석 및 측정장비를 활용하는 병원, 연구기관, 산업체, 시험서비스기관 등에 보급할 계획이다. 이를 통해 그동안 안전성, 실효성, 함량 등에 대해 지속적인 의문이 제기됐던 BT 제품의 과학적 품질관리와 보증이 이루어지고, 측정결과에 대한 신뢰성이 크게 향상될 것으로 기대된다.
연구팀은 ‘바이오측정표준 확립을 위한 신개념 바이오측정기술 개발(총25억원/2003~2008)’사업으로 바이오측정표준에 대한 기반기술을 구축하고 있다. 조만간 이 기술개발이 완료되어, KRISS는 초저농도에서 초고농도를 아우르는 다양한 DNA인증표준물질을 자유자재로 제조할 수 있게 된다.
박상열 박사는 “BT분야에서는 선진국들을 중심으로 세계 각국의 경쟁이 치열하다.”며 “이번 기술개발을 통해 적어도 BT 측정표준 개발 분야에서는 선두주자가 될 수 있을 것”이라고 말했다.
앞으로 연구진은 극미량 인원소-불순물 분석기술 및 분석절차에 대한 분석정확도를 향상시키고 초고감도 유세포분석기의 감도와 분석하한을 확장하는 연구를 수행할 예정이다. 이를 통해 수요자 맞춤형의 다양한 DNA 인증표준물질을 개발해 전 세계로 보급할 수 있을 것으로 기대된다.
한편, 연구팀은 교육과학기술부 국가도약기술개발사업 ‘바이오측정표준연구단‘으로 선정돼 향후 세계적인 연구성과를 계속 창출하날 수 있는 발판을 마련했다.
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