POSTECH 화학과 김광수 교수팀
- 인간의 유전자 30억 쌍을 1시간 안에 해독 가능한 혁신적이고 새로운 
   DNA 염기서열 분석법을 세계 최초로 발표

지금은 최소 몇주가 걸리는 사람의 유전자 분석작업을 수 분 이내로 줄일 수 있는 새로운 DNA분석법이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 포스텍 화학과 김광수 교수, KAIST 김우연 교수팀은 탄소원자 한층으로 이뤄진 그래핀 띠를 이용해 DNA가 지닌 30억쌍의 염기배열을 단숨에 읽어내는 초고속 DNA해독법을 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀이 개발한 방법의 첫 단계는 사람의 유전정보를 지닌 DNA가닥을 물에 띄워 나노미터 크기 홈 속으로 흘려보내는 것이다. 이 홈의 위에는 그래핀(탄소원자 한층으로 이뤄진 물질)으로 된 나노크기의 띠가 놓여 있다. DNA가닥에서 줄기처럼 뻗어나온 4종류의 염기(A, C, G, T)들은 홈을 흘러가다 그래핀 띠를 줄줄이 건드리고 지나간다. 한개의 염기 줄기가 그래핀 띠를 치고 지나가는 시간은 100만분의 1초. 이들 염기들이 스칠 때마다 그래핀의 전도도에는 독특한 변화가 일어나고 이 변화를 컴퓨터로 읽어들여 분석하면 염기배열이 주르륵 읽히는 것이다. 염기 하나 분석에 100만분의 1초, 이들 염기가 30억쌍이니까 대략 1시간 이내에 DNA에 붙은 염기서열을 모두 분석 가능한 것이다.
DNA를 조각내 분석작업을 동시에 진행하면 DNA 해독시간은 수분대로 줄어든다.지금까지는 DNA를 분석하려면, 이를 수많은 조각으로 나눈 뒤 여기에 4종류의 염기와 작용하는 화학물질을 넣어 색깔 변화를 관찰했다. 하지만 이렇게 포착한 신호는 워낙 미약해서 이를 증폭하는 작업이 추가로 필요했다. 그래서 최소 2~3주의 시간과 억대의 비용이 들었다. 이번에 개발된 방법을 쓰면 DNA가닥을 조각조각 낼 필요도 없고, 증폭작업도 필요없다.
 
POSTECH 김광수 교수는 "초고속 DNA 분석법이 상용화되면 누구나 어떤 질병에 취약한지를 싸고 빠르게 알 수 있어 개인맞춤형 의료 혜택을 누릴 수 있다"고 말했다. 이번 연구결과는 네이처 나노테크놀로지 온라인판에 게재됐다.

<조선일보 2011.02.07일자>