암세포만 죽이는 나노로봇 운반기술 개발

중국과학원, DNA 종이접기 방식 이용해

중국의 국립 자연과학연구소인 중국과학원(CAS)이 암세포만 골라 죽이는 DNA 나노로봇운반기술을 개발했다고 최근 발표했다.

DNA 나노로봇은 약물 운반을 위한 새로운 개념이다. 나노로봇은 크기가 수십~수백nm(나노미터, 1nm는 10억분의 1m)인 초소형 로봇을 말한다. 너무 작아 눈으로는 볼 수 없고 현미경으로 관찰해야 한다. 원자를 10억배 확대했을 때 비로소 포도알 크기 정도가 되는데, 1nm는 원자 3~4개를 붙여 놓은 정도의 크기다.

이번 연구는 유방암을 가진 생쥐에 나노로봇을 주입해 실험했다.

연구원들은 "종양을 가지고 있는 생쥐에게 DNA 나노로봇을 정맥에 주입한 결과, 로봇이 종양과 연관된 혈관에만 트롬빈(혈액 응고에 필요한 단백질 분해효소)을 운반해 혈전증을 유도시켜 결국 종양 성장을 억제 또는 종양을 괴사시킨다는 사실을 증명했다"고 밝혔다.

DNA 나노로봇 운반 원리(사진=중국과학원)

이번 연구의 성과는 종양에만 혈액을 응고시킬 수 있는 트롬빈이 운반된다는 점이다.

트롬빈은 원래 무분별하게 혈액을 응고시키는 성질을 갖고 있어 지금까지 암 치료에 사용된 적이 없었다. 하지만 이번 연구를 통해 트롬빈이 활성화되지 못하도록 나노로봇이 보호하고 있다가, 종양 혈관을 만났을 때만 정확하게 활성화시킬 수 있다는 걸 보여줬다.

이번에 새롭게 시도한 트롬빈 전달 방법은 DNA 스스로 크기와 구조를 바꿀 수 있는 'DNA 종이접기'다. DNA로 만들어진 나노 로봇은 '종이접기 방식'을 사용해 종양 혈관에 나타나는 뉴클레오린(DNA합성을 통해 단백질 발현을 조절하는 역할)을 만나기 전까지 트롬빈을 보호하다가 뉴클레오린과 만났을 때만 활성화된다.

또 소형 돼지에 실험한 결과, 건강한 조직에는 혈액 응고를 일으키지 않아 큰 동물에게도 이 기술을 적용할 수 있다는 걸 보여줬다.

연구에 참여한 과학자들은 "목표는 결국 이 로봇들이 인간에게 똑같이 적용시킬 수 있다는 것을 증명하는 것"이라고 말했다.

일부 외신은 이 실험에 대해 "앞으로 사람에게 적용되기 위해서는 더 많은 작업이 필요하겠지만, 새로운 나노로봇 운반 기술은 암 연구에 큰 돌파구가 될 것으로 보인다"고 평가했다.