서울대 공대 기계공학부 신용대·김도년 교수 공동 연구팀, DNA 상분리를 이용한 분자 연산 가속 플랫폼 개발
상태바
서울대 공대 기계공학부 신용대·김도년 교수 공동 연구팀, DNA 상분리를 이용한 분자 연산 가속 플랫폼 개발
  • 류이문 서울본부 사회부장
  • 승인 2022.10.17 09:25
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

- DNA 컴퓨팅, 분자 진단 분야에 기여할 것으로 기대 -
서울대학교 기계공학부 신용대 교수(왼쪽부터), 김도년 교수, 도성호 박사과정(1저자), 이찬석 박사(1저자
서울대학교 기계공학부 신용대 교수(왼쪽부터), 김도년 교수, 도성호 박사과정(1저자), 이찬석 박사(1저자

 서울대학교 공과대학은 기계공학부 신용대, 김도년 교수 공동 연구팀이 상분리 현상을 활용해 분자 진단 및 DNA 연산 가속을 위한 핵심 원천 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

 DNA는 그 서열에 대용량의 정보를 저장할 수 있고, DNA 분자 간의 상호작용을 쉽게 프로그래밍할 수 있는 장점이 있어 분자 연산에 매우 적합한 후보 물질로 연구돼왔다.

 DNA 연산은 용액 내에서 많은 수의 연산이 동시에 병렬적으로 진행되는 강점을 지니지만, 개별 계산의 속도가 느리다는 단점도 있다.

 이런 단점 극복을 위해 연구팀은 세포 내 상분리 현상에 착안했다. 물과 기름이 서로 섞이지 않고, 두 개의 다른 액체상으로 공존하는 현상을 상분리(phase separation)라고 한다. 최근에는 세포 내부의 다양한 생체분자들이 상분리를 통해 여러 응집체를 이루고, 이런 응집체의 이상이 암질환이나 퇴행성 신경질환과 밀접한 관련이 있음이 알려져 의생명과학계의 큰 관심을 받고 있다.

 연구팀은 세포 내 상분리 현상과 유사하게 작동하는 DNA 구조체를 설계해 상분리를 유도했고, 상분리를 통해 형성된 액체 방울 형태의 응집체 내부에 특정 DNA 분자를 선택적으로 농축할 수 있었다.

 연구진은 DNA 응집체 내부에 DNA 분자 연산 요소를 농축함으로써 논리 회로 연산을 수십 배 가속 가능하다는 점을 확인했다.

 또한 여러 병렬 연산 중 특정 연산을 선택적으로 응집체에 특화해 가속할 수 있다는 점을 확인했다. 이에 연구진은 이번 연구에서 개발한 상분리 기반 분자 연산 가속 기술이 여러 분자 연산에 범용적으로 적용될 수 있음을 입증했다.

 DNA 분자 연산은 생체분자 센싱, 패턴 인식, 질병 진단, 현장 검사 등에 광범위하게 활용될 수 있다. 이번 연구진의 이번 성과는 앞으로 DNA 분자 연산에 기반한 여러 응용 분야에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

 한편 이번 연구 결과는 이런 성과를 인정받아 세계적인 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다. 과학기술정보통신부 과학난제도전 융합연구개발사업(인공모포제네시스 연구단) 및 이공분야기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
  • 서울사무소 : 02-833-7676  FAX: 834-7677
  • 세종.대전. 충청지역본부: 044-866-7677
  • 부산.경남지역본부: 051-518-7677
  • 경기지역본부 : 031-492-8117
  • 광주.호남지역본부 : 062-956-7477
  • 본사 : 대구광역시 수성구 국채보상로200길 32-4 (만촌동)
  • 053-746-3223, 283-3223, 213-3223.
  • FAX : 053-746-3224, 283-3224.
  • 신문등록번호 : 대구 아 00028
  • 등록일 : 2009-07-29
  • 사업자번호 502-27-14050
  • 발행인 : 李恒英
  • 편집인 : 李日星
  • 독자제보. 민원 010-2010-7732, 010-6383-7701
  • 이메일 sunstale@hanmail.net
  • 청소년보호책임자 : 이예원 부장
  • Copyright © 2024 썬뉴스. All rights reserved. mail to sunsta@sunnews.co.kr
  • 인신위
ND소프트