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생체발광과 화학발광의 바이오기술 응용(Biotechnological applications of bioluminescence and chemiluminescence)

전문가 제언: □ 국가적으로 인간의 보건증진과 의학연구, 삶의 질을 높이는 환경연구 향상을 위한 바이오기술(biotechnology)을 개발하려는 노력이 세계적으로 한창 진행되고 있다. 바이오기술은 생물, 화학, 물리, 재료, 전자 환경 등 여러 과학 분야의 학문을 이용해서 의학, 생화학, 약학, 환경 분야의 연구 개발을 활성화 시키는 중요기술이 되었다. 이 기술에는 분자자기결합, 거대분자화학, 분자구조의 복사, 폴리머집적회로, 생물학적 골격제조 등의 다양한 기술들이 동원된다. 본 논문에서는 바이오기술을 응용하여 생체발광(BL)과 화학발광(CL) 분광법의 고 검출능력 및 신속성의 장점을 가진 생체분석도구에 대해서 서술하고 있고, 생체발광 공명에너지 전달, 나노 스케일 분석, 생체 및 화학발광 영상과 바이오센서, 혈청 항체 분석법에 대해서 설명하고 있다.

□ 개똥벌레의 빛은 복부에 있는 발광포(photocyte)라는 특별한 세포에서 일어나는 화학적인 반응으로 생긴다. 발광포는 빛을 만드는 루시페린(luciferin)과 루시페라제(luciferase) 유전자를 포함하고 있어 이것이 산소와 아데노신 트리포스페이트(adenosine triphosphate)와 결합하여 생체발광이 일어난다. 이러한 개똥벌레의 발광 화학물질이 전립선암의 확산 여부를 진단하는데 사용될 수 있다고 발표하였다. 화학발광법을 이용하여 식품 중의 생균을 신속하게 검출하는 기술이 일본에서 개발되었다. 앞으로 식품의 품질관리나 제조현장에서 세정도 측정 등에서 실용화가 기대된다.

□ 바이오기술이 생체의학에 응용되어 진단기술, 약제, 보철 및 이식 기술을 발전시키고 있다. 예로서 신약 개발용 분석기기에 포함되는 진단용 센서와 Lab-on-a-chip 기술을 들 수 있다. 이 분야의 국제 연구동향은 미국정부는 기초연구에 더 많은 지원을 하고 응용은 산업계에 맡기고 있는 상황이고, 영국은 50여개의 산업체와 학계가 협력하여 바이오기술의 생체의학용 제품을 개발하고 있다. 독일에서는 공공부문과 개인부문이 연합하여 형성되어 있고, 바이오기술의 생체응용연구에 막대한 예산을 지원하고 있다. 국내에서도 한국과학기술원을 중심으로 생체발광반응에 대한 연구를 학계에서 진행하고 있으나 정부지원은 미흡한 편이다.

저자: Roda, A; Pasini, P; Mirasoli, M; Michelini, E; Guardigli, M
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