▲좌측부터 김범태 단장, 김홍기 책임연구원

코로나19 변이 바이러스가 전 세계적으로 유행하고 있는 상황에서, 국내 연구진이 코로나 19 변이 항원을 검출할 수 있는 현장 신속진단 기술 개발에 성공하였다.

한국화학연구원(원장: 이미혜) 신종바이러스(CEVI) 융합연구단(단장: 김범태) 김홍기·이종환 박사 연구팀은 ACE2*-항체 조합의 결합력 차이를 이용해 코로나19 바이러스 정상 항원뿐만 아니라, 변이 항원을 구분하여 검출할 수 있는 진단 기술을 개발하였다.

코로나19 바이러스는 알파, 베타, 델타, 오미크론 등 다양한 변이가 발생하고 있으며, 변이에 따라 전파율과 치사율에 차이가 있어 변이 바이러스의 검출은 매우 중요하다. 

하지만 현재 코로나19 변이 바이러스의 검출은 긴 시간과 큰 비용이 발생하는 유전자 증폭이나 서열분석을 통해서만 가능한 상황이다. 따라서 변이 바이러스를 현장에서 신속하게 검출할 수 있는 진단 기술 개발이 필요하다.

이에 화학연 신종바이러스 융합연구단 바이러스진단팀은 현재 코로나19 항원 신속진단키트와 동일한 ‘임신 진단키트’ 형태를 활용하여 코로나19 정상 항원뿐만 아니라 변이 항원을 현장에서 신속하게 검출하고 변이 바이러스를 구분할 수 있으며, 체내 코로나19 중화항체의 형성 여부 확인에도 활용이 가능한 기술을 개발하였다.
 

▲좌측부터 이종환 선임연구원, 김홍기 책임연구원

연구팀은 ‘코로나19 스파이크 1 단백질’의 정상과 변이 항원 모두에 높은 결합력을 갖는 항체를 발굴해 붉은색으로 표지하고, 정상 항원에만 높은 결합력을 갖는 항체를 발굴해 청색으로 표지 후 이들을 ACE2와 짝을 이루어 항원 신속진단 기술에 적용하였다. 그 결과 코로나19 정상 항원인 경우 보라색으로, 변이 항원인 경우에 분홍색으로 각각 검출되었다. 

이번 연구결과는 코로나19 알파, 베타 등의 변이 항원 구분에 의미가 있으며, 이 기술을 활용할 경우 델타나 오미크론과 같은 변이 바이러스의 항원 또한 현장에서 신속하게 검출 및 구분할 수 있을 것으로 기대된다.

연구결과에 앞서 연구팀은 지난 해 7월 코로나19 바이러스 인체 감염 수용체인 ACE2를 이용한 신속진단 기술을 웰스바이오(주)에 기술이전하였고, 두 기관의 협업 하에 인체 감염 코로나 바이러스 범용 신속진단 기술 개발을 지속 추진 중에 있다.

화학연 이미혜 원장은 “이번 연구결과는 현장에서 코로나19 변이 바이러스를 현장에서 신속하게 검출할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있어, 이를 계기로 향후 새로운 코로나19 변이 바이러스와 신종 코로나 바이러스 출현을 대비할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

위 연구는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 화학연 미래선도형 융합연구단사업, 한국연구재단 국민생활안전긴급대응사업으로 공동 수행됐다.

연구팀의 연구결과는 화학·분석 분야 유수의 저널인 ‘Biosensors & Bioelectronics’ (Impact factor: 10.618)에 지난 1월 게재되었다.