​양성욱 교수, Pratik Shah 연구교수 (제1저자), Riddhi Nagda 학생 (제1저자) DNA hairpin의 Head-to-Head dimerization (머리-맞댐 이합체화)를 야기하는 은나노클러스터(AgNCs)가 강력한 오렌지색 형광을 방출하는 기작을 나노화학적으로 규명

시스템생물학과 양성욱 교수 연구팀은 덴마크 코펜하겐 대학교의 Morten J. Bjerrum교수연구팀, Peter W. Thulsrup교수연구팀, 생명공학과의 노영훈 교수연구팀, 전남대 김태환 교수연구팀, 원자력연구원 연구팀, 미국오크리지연구팀과 공동 연구를 통하여 DNA hairpin구조의 비특이적 이합체화가 은나노클러스터에 의해서 형성될 수 있으며 강력한 오렌지 형광을 방출한다는 것을 규명하였다. 이 연구는 ACS NANO 온라인판(2020년 6월)에 게재되었다. (Noncanonical Head-to-Head Hairpin DNA Dimerization Is Essential for the Synthesis of Orange Emissive Silver Nanoclusters. ACS Nano. 2020 Jun 22. doi: 10.1021/acsnano.0c03095.).

일반적으로 DNA는 형광을 띠고 있지 않지만, 은나노클러스터가 결합하면 독특한 적색, 청색, 오렌지색 등 다양한 형광을 띤다. DNA/은나노센서의 형광 특질을 다양한 생체물질을 검출하거나 질병 진단에 활용할 수 있었지만, 그 형광의 발색 특질이 형성되는 이유가 나노화학적으로 밝혀지지 않았다. 공동연구진은 5년에 걸친 연구 끝에, 마주 보는 두 개의 머리핀 구조(hairpin)의 DNA가 머리-맞댐 결합 구조(head-to-head dimer structure)를 형성할 때 강력한 오렌지 형광을 띠게 된다는 사실을 발견했다. 이번 성과는 원자력 현미경, 중입자 가속기 등을 사용하여 DNA/AgNCs (은나노클러스터) 구조를 관찰 할 수 있었기 때문에 가능했다.