명지대학교(총장 유병진) 기계공학과 김도현 교수의 연구 주제가 ‘삼성미래기술육성사업’의 연구지원 과제로 선정됐다.

삼성미래기술육성사업은 대한민국의 기초 과학 발전과 산업 기술 혁신, 과학 기술을 통한 사회 문제 해결 및 세계적인 기술 육성을 목표로 삼성이 시행하고 있는 순수 공익 목적의 과학 기술 연구지원 사업이다. 2022년 상반기, 삼성 그룹에서는 기초과학, 소재, ICT 분야에서 총 27개의 과제를 선정했다. 그중 ICT 분야에서는 초고주파 트랜지스터, 가상머신 운영 체제 등 미래 산업 경쟁력 강화를 위한 연구 분야가 선정됐으며 그중 김도현 교수의 ‘3D dPCR’ 연구도 포함된다.

김도현 교수는 기존의 핵산 검사 방법들의 결점을 극복할 수 있는 4세대 핵산 분석 기술 ‘3D dPCR’을 제안했다. 이 기술은 기존 2세대 qPCR(quantitative PCR)의 단점으로 지적됐던 시간과 시약의 소모가 큰 보정(calibration) 과정 없이 절대정량(absolute quantifiaction) 분석이 가능하다는 이점이 있다. 나아가 기존 3세대 dPCR(digital PCR)과 달리 복잡한 미세유체역학적 분할(microfluidic partitioning) 과정 없이 광중합(photopolymerization)을 이용한 고밀도 DNA 분할 및 독립적 증폭을 통해 고정밀·고민감도·고다이나믹레인지(high dynamic range) 핵산 분석이 가능하다는 것이 핵심이다.

해당 기술은 CNV(copy nunber varaition) 분석 등 분자 생물학 연구, 순환종양 DNA 분석을 통한 암 생체생검(cancer liquid biopsy), 실시간 바이럴 로드(viral load) 검사를 통한 감염병의 정밀 치료 등 다양한 분야에서 활용도가 높을 것으로 예상된다. 또한 PCR은 생물의 유전정보인 핵산을 분석하는 근본적인 기술이므로 분자생물학, 진단병리학, 유전학, 법의학, 농축산 등 다양한 분야의 발전을 견인하고, 초기 단계인 국내 개인화 및 정밀화 의료 기술의 고도화에 기여할 수 있을 것으로도 기대된다.

김도현 교수는 2012년부터 명지대학교에 부임한 직후 바이오나노유체연구실(BNML)을 설립하여 다양한 연구에 매진해 왔다. 3D프린팅, 정밀 레이저 가공 등 첨단 폴리머 미세 가공 기술과 이를 이용한 다양한 바이오 마이크로 디바이스의 설계 및 생산, 제작된 디바이스들을 통해 단백질, 핵산, 세포 등을 고속·고정밀·고민감도 분석하여 실제 임상에 적용하는 중개 연구 등을 주로 수행한다. 김도현 교수 연구팀의 연구 성과는 꾸준히 저명한 학술지에 게재되며, 해당 분야의 저변을 넓히는 데 기여하고 있다.

한편 이번 연구는 홍익대학교 화학공학과 정민섭 교수 연구팀과 공동으로 수행될 예정이며, 총 연구 기간은 3년, 총 연구비는 10억원이다.