핵산중합효소 금속이온으로 조절해 미래 컴퓨터 구현기술개발

<생과부 화상에 박현규 교수 사진 있습니다>

현재 컴퓨터보다 수십배 성능이 뛰어난 바이오 컴퓨터 제작의 근간이 되는 분자형 ‘로직 게이트(논리연산을 실행할수 있는 디지털 회로 요소)’가 개발됐다

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 바이오 컴퓨터를 비롯한 미래 바이오전자 분야의 핵심기술인 로직 게이트를 구현하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이 기술은 금속이온을 이용해 핵산중합효소(DNA를 생성해 늘리는 효소)의 비정상적인 활성을 조절하는 방법을 이용했다.

DNA 등 핵산물질은 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C)라는 염기들로 이뤄져 있다. 핵산중합효소는 이들이 상보적인 짝(A와 T, C와 G)을 이룰 경우에만 작용한다고 알려져 있었다.

하지만 연구팀은 특정 금속이 있을 경우에는 상보적인 염기쌍이 아닌 T와 T, 혹은 C와 C 염기쌍으로부터도 핵산중합효소의 활성을 유도해 핵산을 증폭할 수 있다는 사실을 규명해냈다.

연구팀은 이 현상을 기반으로 바이오 컴퓨터 등 초고성능 메모리를 가능케하는 미래 바이오전자 구현을 위한 핵심기술인 ‘로직게이트’를 구현했다.

박 교수는 “이번 연구는 기존에 연구되어온 금속 이온과 핵산의 상호작용연구에서 한 걸음 더 나아가 이를 효소활성 유도와 연관시킨 최초의 시도”라며 “금속이온의 초고감도 검출 및 새로운 유전자 분석 기술로 적용될 수 있다”고 말했다. 이번 연구는 화학 분야의 세계적인 학술지인 ‘앙게반테 케미’ 12월 10일자 표지논문으로 선정됐다. /[e-mail]김태호기자

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