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[광주=뉴시스] 배상현 기자 = 광주과학기술원 최영재 교수 연구팀이 개발한 '순환적 DNA 합성 및 선택' 기술로 기존 실리콘 반도체 메모리 한계를 뛰어넘는 대용량 데이터 저장이 가능해졌다.
광주과학기술원(GIST)은 신소재공학과 최영재 교수 연구팀이 서울대학교 권성훈 교수, ㈜에이티지라이프텍 연구팀과 공동으로 ‘순환적 DNA(디옥시리보핵산) 합성 및 선택’ 방식을 개발했다고 25일 밝혔다.
순환적 DNA 합성 및 선택방식은 특정 DNA 서열을 선택하기 위해 DNA 합성과 선택 과정을 반복적으로 수행하는 방법이다. 먼저 DNA 합성 단계에서 단일 나선 주 근로자전세자금대출 금리 형 DNA 위에서 목표 서열을 포함하는 DNA만 계속 합성되도록 조절하고, 그렇지 않은 서열은 멈추게 한다.
이후 선택 과정에서 원하는 서열만 남기고 나머지는 제거하며, 이 과정을 여러 번 반복해 최종적으로 특정 DNA 서열만 남긴다. 이를 통해 프라이머 없이도 원하는 DNA 서열을 정밀하게 선택할 수 있다.
연구팀이 개 전주직장인밴드 발한 ‘순환적 DNA 합성 및 선택’ 기술은 단일 염기 수준의 바코드를 활용해 프라이머 없이도 DNA 파일을 계층 구조로 탐색할 수 있도록 설계됐다.
이는 컴퓨터의 폴더 탐색 방식과 유사한 개념으로, 기존 PCR(중합효수 연쇄반응) 방식 대비 비용이 10배 절감되고 접근 효율은 3배 이상 향상됐다.

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[광주=뉴시스]왼쪽부터 최영재 지스트 신소재공학과 교수, 김우진 석박통합과정 학생.


또 구분할 수 있는 DNA 파일의 수가 최소 7400만 배 이상 증가했으며, 특정 DNA 파일을 제거하고 새로운 DNA 파일을 삽입하는 등 파일 교체도 가능해졌다. 휴일야간수당
기존 PCR 방식에서는 DNA 파일마다 별도의 프라이머 한 쌍을 설계하고 합성해야 했지만,이 기술은 4개의 염기만으로 특정 DNA 파일에 접근할 수 있다.
이때 염기의 개수를 추가하는 방식으로 이론적으로 4n 개의 DNA 파일을 구분할 수 있어 확장성이 뛰어나다.
예를 들어 4개 염기의 바코드는 25 한국우편사업진흥원 6종의 DNA 파일을, 8개 염기의 바코드는 6만5536종의 DNA 파일을 구분할 수 있다. 또한 일반적인 프라이머의 길이인 20개의 염기를 이용하면 이론적으로 4150억 개의 하위 집합을 인코딩할 수 있다.
최영재 교수는 “이번 연구를 통해 프라이머 없이도 특정 DNA 파일에 접근할 수 있는 새로운 방법론을 제시해 계층적 바코드 시스템을 적용함으로써 기존 PCR 방식의 한계를 극복했다”고 설명했다.
최 교수는 “향후 바코드 설계 최적화 및 자동화된 시스템과 결합하면 차세대 DNA 파일 접근 기술로서 DNA 기반 저장 시스템 상용화에 중요한 돌파구가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구는 최 교수가 지도하고 김우진 석박통합과정생과 고윤혜 석사과정생이 함께 수행했으며, 과학기술정보통신부 STEAM연구사업(미래유망융합기술파이오니어)의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 12일 온라인 게재됐다.
☞공감언론 뉴시스 praxis@newsis.com