단일 나노포어로 4종 생체분자를 동시 분석하는 센서 개발

기존 나노포어 기술은 측정 대상 분자의 범위가 한정적이어서 단백질, 당, 핵산 등이 혼재된 복합 시료를 동시 분석하는 데 한계가 있었다. 연구진은 세균 포린 단백질을 공학적으로 변형해 서로 다른 유형의 생체 분자를 한 번에 감지하는 다목적 나노포어 센서를 개발했다.

무엇을 했나

• 세균 포린 단백질을 변형하여 다양한 분자가 통과할 수 있는 다목적 나노포어 센서를 제작했다.
• 아미노산, 뉴클레오사이드 일인산(NMP), 당류, 펩타이드 등 4가지 분자군을 대상으로 동시 감지 성능을 평가했다.
• 나노포어 신호에 머신러닝 분류 알고리즘을 적용하여 98.7%의 정밀한 분자 식별 정확도를 확보했다.
• 개발한 센서를 활용해 변형되지 않은 천연 당단백질의 성분 조성을 분석하는 데 성공했다.

왜 눈여겨볼 만한가

단일 나노포어 채널에서 핵산 단량체뿐만 아니라 펩타이드와 당쇄까지 동시에 판독함으로써, 단백질체 및 번역 후 조절(PTM) 분석 영역으로 나노포어 기술을 확장할 가능성을 보여준다. 다만 롱리드 시퀀싱처럼 서열을 연속으로 읽는 단계라기보다는 단일 분자 단위의 식별 및 조성 분석 수준이므로, 기존 전사체/유전체 워크플로우 대체보다는 표적 단백질·당쇄 분석 용도로 검토해 볼 만하다.

원문

• Nature Biotechnology · DOI 10.1038/s41587-026-03322-x