<그림1>DNA-나노입자의 결합에너지가 비대칭적이도록 설계한 모습. (a) 점진적으로 유연성이 증가하도록 DNA 설계. (b) 이온 농도에 따라 DNA-나노입자의 결합에너지가 변화. 이화여자대학교 김준수<사진> 교수 연구팀이 DNA 기반의 '브라운 모터'를 개발해 나노입자의 움직임을 제어하는 데 성공했다. 7일 한국연구재단에 따르면 김 교수 연구팀은 브라운 운동을 제어해 나노입자를 특정 방향으로 이동시키는 브라운 모터(비평형 상태의 미세입자를 일정한 방향으로 이동시키는 동력장치)를 개발했다. 나노입자가 DNA를 따라 한쪽 방향으로 이동하도록 DNA를 설계하고, 이론 및 계산화학 연구로 증명한 것이다. 연구팀은 DNA 구조가 유연할수록 음전하 DNA와 양전하 나노입자의 정전기적 결합이 쉬워지는 원리를 이용했다. 이를 통해 DNA의 유연성이 점진적으로 증가하는 구조가 반복되도록 합성하고, 주변 이온의 농도를 급격히 증가, 감소시키기를 반복했다. 최종적으로 DNA와 나노입자의 결합에너지가 끊임없이 변화하면서 나노입자가 한쪽으로 이동하는 것이 증명됐다. 김준수 교수는 "이 연구는 초미세 공간에서 DNA에 결합한 나노입자를 원하는 방향으로 이동시키는 나노스케일 브라운 모터의 설계 및 개발 가능성을 증명한 것이다"며 "선택적으로 분자의 위치를 제어할 수 있는 나노디바이스 및 나노응용기술의 개발에 적용될 것으로 기대된다"고 설명했다. 이 연구 성과는 지난 6일 세계적 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재됐다. 주재현 기자
김준수 교수 연구팀은 DNA 기반의 '브라운 모터'를 개발해 나노입자를 특정 방향으로 이동할 수 있는 있는 동력장치를 개발해 향후 선택적으로 분자의 위치를 제어할 수 있는 나노디바이스 및 나노응용기술의 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.