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[IT뉴스]운반체 없이 스스로 세포막 통과하는 유전자 치료용 핵산

온카뱅크관리자

2026-08-20 15:37:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 포스텍 
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 포스텍 연구팀이 면역반응이나 독성을 일으킬 수 있는 운반체 없이 핵산이 스스로 세포 내로 들어가도록 하는 기술을 개발했다. ChatGPT 생성이미지
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 유전자 치료제에 쓰이는 '핵산'이 별도의 운반체 없이 스스로 세포막을 통과하도록 설계하는 기술이 개발됐다. 기술을 적용한 핵산은 실제 살아있는 세포에서 15분 내 운반체 없이 스스로 세포 안으로 진입하는 데 성공했다. 향후 차세대 핵산 치료제와 기능성 핵산 전달 기술 개발에 활용될 것으로 기대된다.
 포스텍은 오승수 신소재공학과 교수팀이 핵산의 성질을 조절해 운반체 없이 세포 내로 투입하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 지난달 5일 온라인 게재됐다. 
 세포막은 기름 성분으로 구성돼 물에 잘 녹는 친수성 물질이 쉽게 통과하지 못한다. 생명의 유전 정보를 저장하는 핵산은 대표적인 친수성 물질이다. 유전자 치료제로 활용되는 핵산인 '짧은 간섭 RNA(siRNA)'나 '안티센스 올리고뉴클레오타이드(ASO)' 역시 친수성으로 스스로 세포막을 통과하지 못한다.
 유전자 치료용 핵산은 바이러스·'지질 나노입자(LNP)' 등 운반체에 담아 세포 안으로 전달된다. 운반체는 면역반응이나 독성을 일으킬 가능성이 있고 제조 과정이 복잡하다.
 연구팀은 핵산 자체가 운반체 없이 세포막을 통과하는 새로운 기술을 개발했다. 핵산 골격의 특정 부위인 '포스포로티오에이트'에 기름을 좋아하는 소수성 사슬을 부착해 물과 기름 모두에 친화적인 '조절 가능한 양친매성 핵산(TuNA)'을 개발했다.
 연구팀이 개발한 기술은 핵산 말단에 소수성 물질을 연결하는 기존 방식과 달리 핵산 골격의 원하는 위치에 다양한 길이의 소수성 알킬기를 도입할 수 있다. 그 결과 양친매성의 크기와 분포를 정밀하게 설계할 수 있게 된다.
 막 투과도를 결정하는 핵심 요소는 친수성과 소수성 사이 균형인 것으로 드러났다. 인공 지질막을 이용해 TuNA와 세포막 간 상호작용을 확인한 결과 소수성이 적절할 때만 핵산이 막을 스스로 통과했다. 소수성이 지나치게 강하면 오히려 막에 달라붙어 이동하지 못했다. 연구팀은 친수성·소수성 사이 균형을 수치로 나타내는 '양친매성도'라는 지표를 새롭게 제안했다.
 실제 살아있는 세포에서도 TuNA의 효과가 확인됐다. TuNA는 15분 이내에 대부분 세포로 빠르게 진입했고 핵산 길이에 따라 세포질·핵 주변 등 서로 다른 위치에 성공적으로 전달됐다. 
 녹색 형광 단백질을 만드는 유전자를 표적으로 삼는 siRNA에 TuNA 기술을 적용하자 siRNA가 별도의 운반체 없이 세포 안으로 전달된 뒤 표적 유전자 발현을 성공적으로 억제했다.
 오승수 교수는 "핵산의 양친매성을 정밀하게 조절하면 세포를 스스로 통과하는 ‘세포투과성 핵산’을 설계할 수 있다는 개념을 제시했다"고 말했다. 유혜빈 미국 텍사스대 박사후연구원은 "핵산 길이와 양친매성을 조절해 세포질이나 핵 주변부 등 원하는 위치로 전달 특성을 설계할 수 있어 siRNA·메신저RNA(mRNA)·ASO·압타머 등 기능성 핵산으로 기술이 확장될 것으로 기대된다"고 덧붙였다.  
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1016/j.cej.2026.179124
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 <img alt="왼쪽부터 에바 피에트라시악 포스텍 박사후연구원, 오승수 교수, 유혜빈 미국 텍사스대 박사후연구원. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dongascience/20260820153017050tivj.png" data-org-width="680" dmcf-mid="yCDJnc3Ge4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dongascience/20260820153017050tivj.png" width="658">
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 왼쪽부터 에바 피에트라시악 포스텍 박사후연구원, 오승수 교수, 유혜빈 미국 텍사스대 박사후연구원. 포스텍 제공
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 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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