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간단하고 저렴한 유전자 진단 기술 개발
- “유전자 진단의 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있어”- 분석화학분야 세계적 학술지‘아날리스트’4월호 표지논문 선정
우리학교 박현규 생명화학공학과 교수가 전기화학적 활성을 가진 핵산 결합 분자인 메틸렌 블루(Methylene Blue)를 이용해 전기화학적 실시간 중합효소 연쇄 반응(Real-Time PCR) 기술을 개발했다.
현재 유전자 분석 분야에서 가장 널리 사용되고 있는 Real-Time PCR(Polymerase Chain Reaction) 방법은 형광 신호를 이용하기 때문에 고가의 장비와 시약이 사용되는 분석 기술이다.
이에 반해 전기화학적 방법은 사용이 간편하고 가격이 저렴하며, 무엇보다 분석 장치를 소형화 할 수 있는 이점이 있다.
박 교수 연구팀은 산화/환원을 통해 전기화학적인 신호를 발생하는 물질인 메틸렌 블루가 핵산과 결합하면 전기화학적 신호가 감소하는 현상에 착안, 이를 PCR에 적용해 핵산의 증폭 과정을 전기화학적 신호를 통해 실시간으로 검출할 수 있는 전기화학적 Real-Time PCR을 구현하는 데 성공했다.
또한, 이 신호 변화 현상이 메틸렌 블루의 확산 계수와 관련된 것임을 규명해 향후 다양한 방법으로 응용될 수 있는 신호 발생을 기반으로 한 기술도 확립했다.
연구팀은 이를 기반으로 전극이 인쇄된 작은 칩을 제작해 성병 유발 병원균인 클라미디아 트라코마티스(Chlamydia trachomatis)의 유전자를 대상으로 연구를 수행했다.
그 결과 기존 형광 기반의 Real-Time PCR과 거의 동일한 성능을 보였다. 따라서 다양한 질병 진단을 비롯해 다양한 유전자 연구 분야에 적용할 수 있음을 입증했다.
박현규 교수는 “Real-Time PCR 기술이 현재 유전자 진단 분야에서 가장 확실한 분석 방법임에도 불구하고 형광 기반의 분석 방법이다 보니 고가의 검출 장비 및 분석 시약을 필요로 한다”며 “이번 연구 결과로 유전자 진단에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있다”라고 설명했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단(이사장 오세정)이 시행하는 ‘중견연구자 지원 사업(도약연구)’으로 수행됐으며, 연구의 중요성을 인정받아 분석화학 분야의 세계적인 학술지인 ‘아날리스트(The Analyst)’ 4월호(4월 21일자) 표지논문으로 선정됐다.(끝)
<그림설명>신호 분자 결합에 의한 전기화학적 Real-Time PCR 모식도 (아날리스트 표지)
<용어설명>○ Real-Time PCR (실시간 중합효소연쇄반응): 중합효소연쇄 반응을 통해 증폭되는 핵산을 실시간으로 모니터링을 하고 해석하는 기술
○ PCR: (Polymerase Chain Reaction, 중합효소 연쇄 반응): 현재 유전물질을 조작해 실험하는 거의 모든 과정에 사용되는 검사법으로, 검출을 원하는 특정 표적 유전물질을 증폭하는 방법이다. 1985년에 캐리 멀리스(Kary B. Mullis)에 의해 개발됐다.
○ Chlamydia Trachomatis: 클라미디아 트라코마티스(chlamydia trachomatis)라는 병원균에 의한 성병으로 성적 접촉으로 점염되어 비뇨생식계에 질병을 일으키는 감염증의 가장 흔한 원인균.
2011.04.21 조회수 16411 -
박사과정 이주평 씨, 국제학회 "최고논문상" 수상
박사과정 이주평 씨 IEEE RTAS 국제학회 "최고논문상" 수상
우리학교 전자전산학과 컴퓨터공학연구실의 박사과정 학생인 이주평(李柱坪, 26, 지도교수 박규호) 씨가 최근 미국 샌프란시스코에서 열린 실시간 기술 및 임베디드 기술 분야의 세계적 학술행사인 제 11회 IEEE RTAS 국제학회에서 최고논문상을 수상했다.
최고논문상(Best Paper Award)은 실시간 시스템과 임베디드 분야에서의 뛰어난 업적을 인정하여 국제전기전자기술협회(IEEE) 컴퓨터연구회(Computer Society) 산하 관련 분야 전문가들이 수여하는 상이다. 李 씨는 "임베디드 리눅스의 실시간 성능을 향상시키기 위한 임계영역 진입 지연 기법"에 대한 연구로 그 영예를 안았다.
IEEE RTAS(Real-Time and Embedded Technology and Application Symposium) 학술대회는 IEEE가 매년 주최하는 행사로, 이번에 개최된 제11회 학술대회는 지난 3월 7일부터 10일까지 3박4일간의 일정으로 미국 샌프란시스코에서 개최됐다. 이번 학회는 미국을 비롯한 영국, 프랑스, 독일, 이탈리아, 스웨덴 등 유럽의 여러나라와 일본, 싱가폴, 대만 등 약 20여개국에서 200여명의 관련학자들이 참여한 학술행사였다.
이주평 박사과정 수상 개요
논문제목 :
임베디드 리눅스의 실시간 성능을 향상시키기 위한 임계영역 진입 지연 기법 (Delayed Locking Technique for Improving Real-Time Performance of Embedded Linux by Prediction of Timer Interrupt)
논문저자 :
제 1저자 : 이주평(KAIST 전자전산학과 박사과정 3년차)
제 2저자 : 박규호(지도교수)
논문내용 :
이 논문에서는 임베디드 리눅스의 실시간 성능을 향상시키기 위한 새로운 기법인 "임계영역 진입 지연 기법"을 제안한다. 이 기법은 일반 프로세스가 임계영역으로 진입하기 이전에 임계영역으로의 진입 및 실행이 미래의 실시간 프로세스의 스케쥴링을 방해할 것으로 예측되는 경우 임계영역으로의 진입을 거부하고 임계영역이 차후에 실행되게 하는 기법으로써 이를 통해 타이머 인터럽트에 의해 정확한 시간에 깨어나서 바로 실행되어야 하는 실시간 프로세스의 스케쥴링 지연시간을 상당히 줄여준다. 이 기법의 성능을 측정하기 위해 기존의 리눅스 2.4.18 커널을 수정하고 새로운 모듈을 더하여 프로토타입을 구현하였다. 성능측정 결과 임계영역 진입 지연 기법을 적용한 경우 스케쥴링 지연시간이 기존방식의 23% 이하로 줄어듬을 확인했다.
최우수논문상 선정 이유 :
그동안 임베디드 리눅스의 큰 문제점으로 지목되어 왔던 실시간성 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기법과 이를 실제 시스템에서 쉽게 구현하기 위한 방법을 함께 제시함으로써 매우 실용적인 논문으로 평가받았다.
참고자료 :
1. 올해 IEEE RTAS 학회에 제출된 총 논문편수 : 158편
2. 이중 채택된 논문편수 : 53편
미국 : 32편 / 이탈리아 : 3편
프랑스, 독일, 스웨덴, 오스트리아 : 각 2편스위스, 홍콩, 일본, 네덜란드, 캐나다, 영국, 스페인, 대만, 한국, 싱가폴 : 각 1편
3. 참고사이트 (학회 사이트) http://www.cis.upenn.edu/rtas05/
2005.03.22 조회수 23541