사업화 유망기술

세포-유리 기반 병원체 현장진단 기술

세포-유리 기반 병원체 현장진단 기술

바이러스를 검출할 수 있는 Switch RNA 기술과 종이 또는 유리 등에서도 단백질 발현을 가능하게 하는 Cell-Free system solution을 이용한 진단 센서 기술

보유기관 : 안전성평가연구소       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

바이러스를 검출할 수 있는 Switch RNA 기술과 종이 또는 유리 등에서도 단백질 발현을 가능하게 하는 Cell-Free system solution을 이용한 진단 센서 기술

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
중동호흡기증후군 바이러스 진단을 위한 세포-유리 시스템 및 이의 이용방법 10-2018-0107086
구제역 바이러스 진단을 위한 리보조절인자 및 이의 용도 10-2019-0073486

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기존기술 대비 개선점

- 바이러스를 검출할 수 있는 Switch RNA 기술과 종이 또는 유리 등에서도 단백질 발현을 가능하게 하는 Cell-Free system solution을 이용한 진단 센서 기술

- 신·변종 바이러스의 genome 서열이 밝혀질 경우, 서열 정보를 바탕으로 빠르게 센서 제작이 가능하며, 종이 뿐만 아니라 96 well 등 다양한 플랫폼에 적용이 가능하므로 Multiplex 작업이 용이한 기술

기존 기술의 문제점

- 바이러스, 박테리아 등을 진단하기 위해 세포 유리 기반 단백질 합성 기술과 RNA 진단 switch RNA 기술을 융합한 기술이며, 병원체 검출을 위한 비용이 저렴한 장점이 있음. PCR에 비해 민감도가 떨어지고, 단백질 가용화, 재접힘 및 활성화 과정을 거쳐야 하므로 수행시간이 길어짐

기술의 우위성

- Switch RNA 진단 센서는 PCR과 같은 유전자 기반 진단 대비 가격 경쟁력 우수

- 기존 진단 시간(6시간 또는 1일) 대비 신속한 진단시간(2시간 내외) 구현

- 한번의 진단으로 여러 부위 동시 진단이 가능하며, 바이러스 진단 뿐만 아니라 박테리아 동정 진단 적용 가능

- 신속하고 저비용, 비전문가용의 자가 진단 시스템 구축이 가능하여 현장 진단기술에 적합

- 패혈증과 같은 감염병으로 응급실 방문 시 병원성 박테리아 동정 진단 적용 가능

- 환자에게 적절한 항생제 투여에 도움을 줌

특징

- 리보조절인자 서열에 의해 중동호흡기증후군 바이러스 특이적인 RNA를 인식하며, 중동호흡기 바이러스 특이적인 RNA는 서열1~5 중에서 선택되는 하나 이상의 리보조절인자를 포함함

- 벡터는 리보조절인자를 발현하고 리보조절인자를 검출하는 리포터 유전자를 추가로 포함하며, 리포터 유전자는 eGFP, mNeonGreen, Ypet, SYFP, mScarlet-I, mCherry, luciferase, lacZ에서 선택됨

장점

- 세계적으로 예방 의료기술 도입이 확대되면서 조기 진단 기술·서비스 촉진을 위한 정부 차원의 이니셔티브가 증가함에 따라 단일세포 분석 기술의 중요성이 부각됨

- 신속·정확하고 효과적인 검사를 수행하여 질병진단·모니터링 등에 쓰이는 단일세포 분석은 최근 진단이나 건강관리 등에도 활발히 쓰이고 있고, 유전자 분석, 산전 선별검사, 항암제 개발, 신경 치료학 등 다양한 진단 분야에서 활용되고 있어,단일세포 분석기술의 연구개발 및 출원활동이 활발해질 전망임

- 미국의Thermo Fisher Scientific는 세포 배양부터 단백질 분석, 다채널 형광영상촬영 등 다양한 기능을 수행하여, 단일세포 시각화를 위해 형광 이미징을 활용하는 기술이 있음

- 독일의 Quiagen N.V.는 단일세포의RNA염기서열 분석, NGS(차세대염기서열분석) 및 라이브러리 제작에 사용하는 기술이 있음

- 글로벌 단일세포 분석 시장은 2017년 17억 달러 규모를 차지했으며, 연평균(’14~’25) 17.6% 성장하여 2025년 59억 달러 규모를 형성할 전망임

단일세포 분석 시장 관련 글로벌 시장추이 [백만달러]

적용분야

- 본 기술은 바이러스를 검출할 수 있는 Switch RNA 기술과 종이 또는 유리 등에서도 단백질 발현을 가능하게 하는 Cell-Free system solution을 이용한 진단 센서 기술로, 색깔로 측정할 수 있는 생산물을 만들어 현미경 없이 현장에서 바로 사용가능한 진단 키트로 사용 가능함
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