[메디먼트뉴스 이민호 기자] 특정 세균만 감염시키는 바이러스인 '박테리오파지'를 이용해 살아있는 병원균을 빠르고 정확하게 탐지하는 차세대 지능형 센서 기술의 가능성이 제시됐다.
중국 선양농업대학 연구팀은 10일(현지시간) 국제학술지 '바이오컨태미넌트'(Biocontaminant)에 박테리오파지를 활용한 병원균 탐지 기술의 원리와 미래 전망을 담은 리뷰 논문을 발표했다.
기존 병원균 검사법은 배양에 수일이 걸리거나, 죽은 세균까지 검출하는 한계가 있었다. 항체 기반 검사 역시 비용이 비싸고 안정성이 떨어지는 단점이 지적됐다.
박테리오파지는 특정 세균에만 결합하는 특성이 있어 탐지 정확도가 높다. 살아있는 세균 속에서만 증식하므로 생균 판별이 가능하며, 단백질 껍질 덕분에 외부 환경에서도 안정적이다.
연구팀은 파지를 센서 표면에 부착해 세균을 포획하거나, 파지 감염 과정에서 나오는 신호를 증폭하는 방식을 제시했다. 유전자를 조작해 세균 감염 시 빛이나 색을 내는 '리포터 파지'도 핵심 기술로 꼽았다.
이 기술을 활용하면 기존에 2~7일 걸리던 배양 검사와 달리 약 30분에서 수 시간 내에 결과를 얻을 수 있다.
연구팀은 인공지능(AI)과 합성생물학을 접목하면 파지의 성능을 더욱 높일 수 있다고 설명했다. AI로 파지의 세균 인식 능력을 예측·설계하고, 유전자가위 기술로 맞춤형 파지를 만드는 식이다.
리 추이 교신저자는 "파지 생물학을 합성생물학, 인공지능 등과 통합하면 빠르고 민감할 뿐만 아니라 프로그래밍 가능한 탐지 시스템을 설계할 수 있다"고 밝혔다.
다만 파지 종류에 따라 탐지할 수 있는 세균 범위가 좁고 실제 현장에서의 성능 검증, 대량생산, 안전성 확보 등은 과제로 남아있다.
연구팀은 향후 이 기술이 임상 진단, 식품 검사, 환경 감시 등 다양한 분야에서 활용될 휴대용 정밀 탐지 시스템으로 발전할 것으로 기대했다.
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