변형된 DNA 핵산으로 신물질 개발
DNA는 유전 정보를 담고 있지만, 특별하고 사슬 모양을 하고 있어서 신물질을 만드는데도 사용할 수 있다. 미국 스크립스 연구소(TSRI)의 화학자들이 DNA를 사용해서 의약 분야에 응용가능한 신물질을 개발했다고 보고했다. 관련 연구는 Angewandte Chemie에 게제되었다 (DOI: 10.1002/anie.201707367 ). 이번 연구에서 연구팀은 DNA기반으로하여, 물을 흡수하는 하이드로젤을 만드는 방법을 제시했으며, 이 물질을 이용해서 궁긍적으로 다양한 의약 및 과학 분야에 사용될 수 있다고 말했다.
이번 연구를 주도한 Romesberg 교수는 지난 수 십년동안 변형 DNA를 만들 수 있는 방법들을 개발해 왔으며, 이를 통해 가치있는 신약과 탐침 및 신재료를 개발하고자 노력해 왔다. 연구팀은 작년에 Nature Chemistry 저널에 DNA 중합효소(polymerase)로 정상적인 DNA를 복제하는 것처럼, 개발한 인공 DNA 중합효소로 변형된 DNA를 복제하는 기술을 개발했다고 보고한 바 있다.
이번 연구에서 실험한 DNA 변형은 DNA 핵산의 당의 골격구조에 불소(F) 또는 메톡시 작용기를 붙이는 것으로, DNA-기반 약물의 특성을 향상시킬 수 있었다고 연구팀은 주장했다. 새로운 연구에서 연구팀은 그들이 개발한 중합효소인 SFM4-3가 다양한 분야에 응용할 수 있는 변형된 DNA를 복제할 수 있음을 보였다.
연구팀은 이번 연구에서 아지도(N3) 작용기를 DNA 에 첨가시키는 기술을 선보였다. 연구팀은 SFM-3 효소가 아지도-변형 핵산을 복제할 수 있으며, 일반 실험실 방법인 PCR을 이용해서 변형 DNA를 증폭할 수 있음을 보였다.
과학자들은 클릭 화학을 이용해서 다중 DNA 줄기가 병-브러쉬(brush) 구조를 형성할 수 있도록 가속화했다. 연구진은 많은 양의 DNA를 얻기 위해서 PCR로 DNA를 증폭했다. 놀랍게도 이를 물에 노출하면 하이드로젤이 형성되었다고 연구팀은 말했다. 연구팀은 하이드로젤은 최근 관심을 받고 있지만, 이를 조절하는 방법은 비교적 덜 알려져 있다고 말했다.
연구팀은 SFM4-3 중합효소로 염소(Cl), 아미노(NH2), 또는 하이드록시(-OH) 작용기를 당의 골격구조에 첨가된 DNA도 복제와 증폭을 할 수 있음을 보였다. 연구팀은 SFM4-3의 새로운 응용에 대해 연구하고 있으며, 변형된 DNA를 이용한 여러 응용 가능성을 연구하고 있다고 보고했다.
