기존 점 돌연변이 검출 방법은 낮은 민감도와 특이도로 인해 정확한 질병 진단에 한계가 있었습니다. 본 기술은 표적 점 돌연변이가 일어난 염기에 상보적인 염기가 삭제된 '틈(gap)'을 포함하는 핵산 분자 템플레이트를 개발하여 이 문제를 해결합니다. 이 템플레이트는 표적 돌연변이 유전자와 높은 선택성으로 결합하며, 특정 dNTP를 채우고 리가아제로 연결한 후 회전환 증폭(RCA)을 통해 돌연변이를 검출합니다. 암 특이 유전자나 병원균 유래 유전자 등 다양한 표적 유전자를 높은 민감도와 특이도로 빠르고 정확하게 진단할 수 있어, 질병의 조기 진단 및 맞춤형 치료에 크게 기여할 수 있습니다.

기존 약물 전달 시스템은 부작용, 효율 저하, 핵산의 체내 분해 등의 한계를 가집니다. 본 기술은 간 조직 특이성과 우수한 생체 친화성을 갖춘 지질 나노입자를 개발했습니다. 이 나노입자는 이온화 가능한 지질, 인지질, 콜레스테롤, 세라마이드-PEG 접합체로 구성되며, 최적의 pKa와 균일한 30~150nm 크기를 가집니다. 이를 통해 음이온성 약물 및 핵산(siRNA, mRNA, Cas9 등)을 70% 이상 높은 효율로 봉입하여 간세포 및 LSEC에 표적 전달합니다. 이 기술은 유전자 치료 및 다양한 간 질환(ATTR 아밀로이드증, B형 간염 등)의 예방 및 치료 효과를 극대화하며, 낮은 세포 독성으로 안전하고 효율적인 차세대 약물 전달 플랫폼을 제공합니다.

기존 약물 전달 기술은 siRNA의 큰 분자량, 불안정성, 세포 내 접근의 어려움으로 한계가 있었습니다. 본 기술은 핵산의 자가조립 특성을 활용하여 DNA 또는 RNA 나노구조체를 대량 생산하는 방법을 제안합니다. 특정 서열을 가진 DNA를 주형으로 사용하고, DNA/RNA 폴리머라아제를 통해 증폭한 후 위치 특이적 절단 및 자가조립 과정을 거쳐 약물 전달에 최적화된 Y-형태 나노구조체를 효율적으로 만듭니다. 이 나노구조체는 siRNA 서열을 직접 포함하거나 다양한 활성제를 로딩하여 세포 내로 효과적으로 전달할 수 있어, 암과 같은 유전자 질병 치료에 매우 유용하게 활용될 수 있습니다. 대량 생산을 통해 경제성을 확보하고 안정적인 약물 전달을 가능하게 합니다.

기존 핵산 증폭 및 siRNA 전달 방식은 효율성과 안정성, 세포 내 전달에 한계가 있었습니다. 본 기술은 핵산의 자가조립 특성을 활용하여 DNA 또는 RNA 나노구조체를 고효율로 대량 생산하는 방법을 제안합니다. 특정 단위 서열을 포함한 원형 주형을 DNA 또는 RNA 폴리머라아제로 증폭하고, 위치 특이적 절단 후 자가조립시켜 핵산 나노구조체를 형성합니다. 이 나노구조체는 주형 내에 siRNA 서열을 직접 포함하거나, 접착성 말단에 약물 등 활성제를 결합하여 세포 내로 효과적으로 전달할 수 있습니다. 이를 통해 암 및 다양한 유전자 질병 치료를 위한 siRNA 전달 효율을 극대화하고, 대량생산을 통해 약물전달체 개발의 경제성과 상용화 가능성을 높일 수 있습니다.

기존 단백질 검출은 복잡한 장비와 외부 동력이 필요하며 현장 진단에 어려움이 있었습니다. 본 기술은 앱타머 기반 템플레이트를 활용한 등온 핵산 증폭(RCA) 방식을 통해 표적 단백질 또는 펩타이드를 검출하는 미세유동 장치입니다. 외부 동력 공급이나 온도 변화 없이 모세관 현상만으로 시료 용액이 흐르고, 표적 물질 존재 시 증폭된 핵산이 하이드로겔을 형성하여 유로를 막아 육안으로 간편하게 결과를 확인할 수 있습니다. 간단하고 저렴한 제조, 간편한 조작, 뛰어난 휴대성으로 프리온, 암 관련 항원, 성장인자 등 다양한 단백질을 현장에서 동시에 검출할 수 있습니다. 의료 및 환경 분야의 현장 진단(POCT) 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 기술입니다.

기존 유전자 전달 방식은 면역원성, DNA 크기 제한, 낮은 전달 효율, 세포독성 등의 문제점을 가졌습니다. 본 기술은 세포 내 글루타티온(GSH) 효소에 의해 효과적으로 분해되는 이황화 결합과 유전자와 복합체를 형성하는 아민기를 가진 생분해성 중합체를 개발했습니다. 이 중합체는 특정 화학식에 따라 N,N'-시스타민-비스-아크릴아마이드와 1,4-비스(3-아미노프로필)피페라진의 반응을 통해 제조됩니다. 유전자(gDNA, pDNA, mRNA 등)와 최적의 중량비로 결합하여 450nm 이하의 안정적인 복합체 입자를 형성하며, 기존 비바이러스성 전달체보다 우수한 형질감염 효율과 낮은 세포독성을 보였습니다. 이 기술은 유전자 치료의 안전성과 효율성을 크게 향상할 수 있습니다.