○ 1차 연도: 폐렴 병원균 표적 초정밀 프로브 및 고감도 센싱 폴리머닷 개발
1. dCas9 단백질 생산 위한 발현 벡터 제작, 균주에서 단백질 생산 및 정제
2. 병원균 균종 및 내성 유전자 초정밀 인식 위한 sgRNA 설계 및 합성, RNP 복합체 형성, sgRNA 표적 기능 분석
3. 전도성과 표면 코팅력 및 카르복실 표면 관능기를 갖는 폴리머닷 제조, 입자 구조 분석 및 코팅된 표면 특성 평가
4. dCas9 컨쥬게이션 후 코팅 표면 분석, 전기화학적 특성 평가
○ 2차 연도: dCas9-폴리머닷 기반 병원균 유전자의 신속한 초정밀 고감도 센싱 기술 검증
1. 등온증폭-dCas9 초정밀 인식 위한 등온증폭 프로브 제작, 초정밀 인식 검증, 정립
2. 전도도가 제어된 폴리머닷 특성 및 전도도 평가, 고감도 검출 효율성 평가
3. dCas9-폴리머닷 기반 무선 센싱 시스템 구축 및 검증
- 민감도 및 특이도 평가, 무선 진단 시스템 구축
4. dCas9-폴리머닷 센싱 플랫폼에 의한 배양 균주 검출의 효용성 검증
- 배양한 균주에서 신속성, 민감도, 특이성 검증 및 최적화
5. 폐렴환자 임상정보, 균주, 객담 수집 지속 및 객담의 분리, 정제
- MRSA, CRE 균주 및 폐렴 환자 검체 수집, 전처리
○ 3차 연도: dCas9-폴리머닷 기반 현장진단 플랫폼 구축 및 검체 진단의 유효성 평가
1. 현장진단 위한 정밀도, 전도도 향상된 dCas9-폴리머닷 기반 스마트폰-무선센싱 플랫폼 구축
2. 검체 모사 샘플 및 환자 검체의 전처리
3. dCas9-폴리머닷 기반 센싱 플랫폼에 의한 검체 진단
- 검체 모사 샘플 또는 객담 검체로부터 핵산 추출 후 등온증폭
- 무선센싱에 의해 전기화학 신호로 표적 검출
- 진단의 정확도, 민감도 검증에 의한 유효성 평가
4. 검체 진단을 위한 dCas9-폴리머닷 센싱 플랫폼 최적화
- 시제품 제작, 검체 진단 위한 최적화
- 센싱 플랫폼의 안정성 최적화, 무선센싱 플랫폼 완성 및 프로토콜 확립
연구목표
- 국내외 주요 사망 원인인 세균성 감염 및 항생제 내성 확산 문제를 해결하고자, 본 과제에서는 현장에서 병원균을 신속, 정확하게 검출하는 플랫폼 핵심 기술을 개발함.
- 본 과제에서는 폐렴의 현장진단을 위해 기존 분자진단 방법(RT-PCR: 고가 장비, 소요 시간(>6시간), 항원-항체반응: 낮은 정확도, 제한된 타겟)의 한계를 극복하고자, 병원균 유전자의 초정밀 인식 및 고감도 센싱으로 신속, 정확한 진단 기술을 개발하고자 함.
기대효과
○ 기술적 측면
본 과제의 병원균 현장 검출 기술은 폐렴의 진단 뿐만 아니라 그 외에 살모넬라균, 결핵슝 등 다양한 감염성 질환의 진단에도 응용될 수 있음.
감염을 일으키는 세균성 병원균 및 항생제 내성 검출 외에 곰팡이, 기생충, 바이러스 등의 감염도 특이적인 표적 DNA 또는 RNA에 대한 sgRNA 프로브를 설계하여 dCas9-폴리머닷 기반 플랫폼으로 정밀하고 고감도로 인식할 수 있음.
○ 경제적ㆍ산업적 측면
해외 체외진단기기 시장은 연평균 성장률 4.2%로 2025년에 713억 달러로 예상하며, 본 기술이 진출함으로써 국가 바이오/헬스케어 산업 발전에 이바지할 것으로 기대함.
특히 감염병은 선진국 뿐만 아니라 아프리카 등의 저개발 국가에서 비용과 가격이 저렴하고 소형화가 가능한 본 기술이 큰 활용가치를 지님.
신속하고 정확한 진단 및 조기 진단에 의해 치료 과정을 단순화하고, 항생제의 사용을 감소시키며, 치료효과도 증대하여 의료 비용을 크게 절감할 것으로 기대.
키워드
의료기기 범부처 연구개발정보 - 키워드 > 국문키워드, 영문키워드
국문키워드
dCas9,폴리머닷,초정밀 센싱,폐렴 병원균,현장 검출
영문키워드
dead Cas9,polymer dot,ultra specific sensing,pneumonia pathogen,in situ detection
연구개발 성과
논문
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과제번호
RS-2020-KD000071
성과발생년도
2021
발행국가
네덜란드
SCI
Y
주저자명
Marcel JanisBeha
교신저자명
Hyun Jung Chung
공동저자명
Jea Sung Ryu,
Yang Soo Kim
총 저자 수
4
논문 주언어
Delivery of antisense oligonucleotides using multi-layer coated gold nanoparticles to methicillin-resistant S. aureus for combinatorial treatment
논문 타언어
Delivery of antisense oligonucleotides using multi-layer coated gold nanoparticles to methicillin-resistant S. aureus for combinatorial treatment
학술지명
Materials Science and Engineering: C
게재 시작 페이지 번호
112167
게재 종료 페이지 번호
112167
doi 번호
10.1016/j.msec.2021.112167
학술지최종게재일자
2021-05-05
볼륨번호
126(1)
ISSN NO
0928-4931
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과제번호
RS-2020-KD000071
성과발생년도
2021
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
Nguyen Ngan Giang
교신저자명
Sung YoungPark
공동저자명
Seul Gi Kim,
Insik In
총 저자 수
4
논문 주언어
Real-Time Wireless Monitoring of Cell Proliferation and Detachment Based on pH-Responsive Conductive Polymer Dots
논문 타언어
Real-Time Wireless Monitoring of Cell Proliferation and Detachment Based on pH-Responsive Conductive Polymer Dots
학술지명
Analytical Chemistry
게재 시작 페이지 번호
8638
게재 종료 페이지 번호
8646
doi 번호
10.1021/acs.analchem.1c01778
학술지최종게재일자
2021-06-10
볼륨번호
93(24)
ISSN NO
0003-2700
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과제번호
RS-2020-KD000071
성과발생년도
2021
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
Juhee Lee,
Yoo Kyung Kang,
Eonju Oh
교신저자명
Keehoon Jung,
Hyun Jung Chung
공동저자명
Juhee Jeong,
San Hae Im,
Duk Ki Kim,
Haeshin Lee,
Sang-Gyu Kim,
총 저자 수
10
논문 주언어
Nano-assembly of a Chemically Tailored Cas9 Ribonucleoprotein forIn Vivo Gene Editing and Cancer Immunotherapy
논문 타언어
Nano-assembly of a Chemically Tailored Cas9 Ribonucleoprotein forIn Vivo Gene Editing and Cancer Immunotherapy
학술지명
Chemistry of Materials
게재 시작 페이지 번호
1
게재 종료 페이지 번호
15
doi 번호
10.1021/acs.chemmater.1c02844
학술지최종게재일자
2021-12-20
볼륨번호
0(0)
ISSN NO
0897-4756
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과제번호
RS-2020-KD000071
성과발생년도
2022
발행국가
스위스
SCI
Y
주저자명
HyeongJun Jo
교신저자명
YangSoo Kim,
HyunJung Chung,
SungYoung Park
공동저자명
JeaSung Ryu,
Akhmad Irhas Robby
총 저자 수
6
논문 주언어
Rapid and selective electrochemical sensing of bacterial pneumonia in human sputum based on conductive polymer dot electrodes
논문 타언어
Rapid and selective electrochemical sensing of bacterial pneumonia in human sputum based on conductive polymer dot electrodes
학술지명
Sensors and actuators. B, Chemical
게재 시작 페이지 번호
132084
게재 종료 페이지 번호
138084
doi 번호
https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132084
학술지최종게재일자
2022-10-01
볼륨번호
368(0)
ISSN NO
0925-4005
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과제번호
RS-2020-KD000071
성과발생년도
2022
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
임산해
교신저자명
정현정,
윤동기
공동저자명
신태주,
안형주,
김완태
총 저자 수
6
논문 주언어
Recyclable Periodic Nanostructure Formed by Sublimable Liquid Crystals for Robust Cell Alignment
논문 타언어
Recyclable Periodic Nanostructure Formed by Sublimable Liquid Crystals for Robust Cell Alignment
학술지명
Langmuir
게재 시작 페이지 번호
3765
게재 종료 페이지 번호
3774
doi 번호
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c03359
학술지최종게재일자
2022-03-18
볼륨번호
38(47)
ISSN NO
0743-7463
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과제번호
RS-2020-KD000071
성과발생년도
2022
발행국가
독일
SCI
Y
주저자명
이하늘
교신저자명
정현정
공동저자명
이주훈,
이주희,
양승주,
강유경
총 저자 수
6
논문 주언어
A Lateral Flow Assay for Nucleic Acid Detection Based on Rolling Circle Amplifcation Using Capture Ligand Modifed Oligonucleotides
논문 타언어
A Lateral Flow Assay for Nucleic Acid Detection Based on Rolling Circle Amplifcation Using Capture Ligand Modifed Oligonucleotides
