생명공학부 윤형돈 교수팀

화학 분야 영향력지수 11.8의 저명국제학술지 《앙게반테 케미》논문 게재

[2011-6-22]

중금속(구리) 탐지 바이오센서를 개발한 윤형돈 교수팀

(우측에서 시계방향 윤 교수, 프라부, 이판쿠마, 아야두라이 교수)

 

 알츠하이머(Alzheimer)병, 윌슨(Wilson)병 등 난치병과 토양오염의 정도를 신속‧간편하게 측정할 수 있는 바이오센서가 영남대 생명공학부 연구팀에 의해 개발됐다.

 22일 영남대에 따르면, 생명공학부 윤형돈 교수팀은 유전자코드엔지니어링(genetic-code engineering)을 활용, 녹색형광단백질(Green Fluorescent Protein)에 특정 금속과 결합하는 비천연아미노산 ‘L-DOPA’를 도입함으로써 ‘구리’(Cu)의 함량 변화를 눈으로 보여주는 바이오센서를 개발해냈다. 이에 관한 논문은 화학 분야에서 영향력지수(Impact Factor) 11.8이나 되는 저명 국제학술지 《앙게반테 케미》(Angewante Chemie) 6월호 온라인 판에 실렸다.

 구리는 동식물 속에서 중요한 역할을 하는 미량원소의 하나다. 특히 인체에서는 결핍될 경우 빈혈, 뼈 이상, 신경장해 등을 유발하며, 윌슨 병일 경우에는 섭취가 제한되어야 한다. 또한 토양오염의 정도를 나타내는 데도 상당히 중요한 지표가 된다. 따라서 체내나 토양 속에 함유된 구리의 양을 측정해내는 것은 질병의 진단과 치료, 토양오염의 개선 등을 위해 매우 중요한데, 이번 연구로 간편하고 신속하게 측정 가능해진 것이다.

 특히 윤 교수팀의 신기술은 녹색형광단백질의 활용도를 더욱 높였다는 점에서 주목할 만하다. 녹색형광단백질은 살아있는 세포에서 유전자의 발현 정도, 단백질과 단백질의 상호작용, 단백질의 구조 변화, 단백질의 위치 등을 측정하는 데 널리 사용되고 있다. 그 중요성으로 인해 2008년 노벨화학상의 대상이 됐다. 그런데 윤 교수팀의 연구로 일차적으로는 ‘구리’라는 특정 중금속에 대한 바이오센서로, 향후에는 구리 이외의 다른 중금속에도 각각 반응하는 바이오센서로의 개발 및 활용 가능성이 열린 것이다.

 윤형돈 교수(35)는 이에 대해 “각종 현대인의 질병과 환경오염의 주범인 중금속의 함량을 소량의 샘플만으로 보다 신속‧정확하게 측정할 수 있는 바이오센서 개발에 새로운 방법론을 예시한 것일뿐 아니라, 다른 금속과 결합하는 비천연아미노산을 도입할 경우 그 결합력으로 특정 중금속만을 선택적으로 추출‧제거하는 신기술로도 발전 가능할 것”이라고 기대했다. 

 

 한편 윤형돈 교수는 서울대 화학공학부에서 학사와 석사, 박사를 마쳤으며, 미국 MIT 생물학과에서 박사후과정(post-doc) 연구원을 거쳐 2007년 9월부터 영남대 생명공학부 교수로 재직 중이다. 그동안 《Chemical Communications》, 《Bioconjugate Chemistry》등 SCI급 저널에 20여 편의 논문을 발표했으며, 지난 연말에는 한국생물공학회의 ‘신인학술상’을 수상하며 우수한 학술적 능력을 인정받았다.

 

 이번 연구는 2009년부터 영남대 생명공학부에서 연구 및 강의를 하고 있는 인도 출신의 아야두라이 교수(N. Ayyadurai, 33)와 대학원 박사과정의 프라부(N.S. Prabhu, 26)씨, 디판쿠마(K. Deepankumar, 24)씨, 충남대 이창수 교수, 부산대 이선구 교수가 공동연구원으로 참여해 2년간 수행됐다.