그린바이오 전문기업 제놀루션(공동대표 김기옥·김민이)은 연세대학교 신용 교수팀과 공동 연구를 통해 하수 시료로부터 다양한 병원체를 간편하고 신속하게 농축할 수 있는 핵심 소재 기술을 확보하고, 관련 연구 결과를 국제학술지 '저널 오브 해저더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials(이하 JHM)'에 게재했다고 17일 밝혔다.

JHM은 환경과학·공학 분야 최상위 등급인 Q1에 속하며 상위 5%에 해당하는 국제 학술지로 피인용지수(Impact Factor) 11.3을 기록하고 있다.

이번 연구는 2024년 중소벤처기업부 국책과제 일환으로 추진됐다. 해당 과제에는 제놀루션이 주관연구개발기관으로 연세대학교 신용 교수 연구진이 위탁연구개발기관으로 참여하고 있다. 과제 목표는 현장에서 대용량 하수 시료로부터 다양한 병원체와 특이적으로 결합하는 계층형 하이드로겔 기반 입자를 개발하고 병원체 농축 이후 현장에서 즉시 진단이 가능한 이동식 자동화 현장진단시스템을 구축하는 것이다.

연세대학교 연구팀이 개발한 계층형 하이드로겔 비드(Hierarchical alginate–bentonite beads)는 정전기적 흡착과 양이온 교환 메커니즘을 이용해 하수 속 미량의 병원체를 효과적으로 농축한다. 고가의 장비나 대용량 필터 없이 현장에서 즉시 농축이 가능하다는 것이 큰 장점이다. 특히 이번 연구를 통해 마이크로바이옴 분석을 위한 시료 전처리 공정의 유효성을 입증함으로써, 하수 기반 감염병 감시체계의 실용성을 한층 높였다는 평이다.

제놀루션은 연세대학교 연구팀이 개발한 하이드로겔 소재를 자사가 보유한 핵산추출 플랫폼과 연계함으로써 농축된 병원체로부터 고농도·고순도의 DNA 및 RNA를 신속하게 추출할 수 있게 됐다. 이를 기반으로 하수 시료 내 병원체를 보다 효율적으로 분석할 수 있는 토대를 마련했으며 병원체 농축부터 핵산추출, 병원체 검출에 이르는 전 과정 현장 적용 가능성을 확인했다고 회사 측은 밝혔다.

글로벌 시장조사업체 마켓앤마켓(Markets and Markets)에 따르면 글로벌 하·폐수 감시 (Wastewater Surveillance) 시장은 2025년 8억 8천만 달러(약1조 3천억 원)에서 2030년 12억 2천만 달러(약1조 8천억 원)로 성장할 전망이다. 하·폐수 기반 감염병 모니터링은 공공보건 위협에 대한 조기경보 수단으로 주목받고 있으며, 코로나19 팬데믹을 계기로 관련 시장 관심과 활용 범위도 크게 확대되고 있다.

제놀루션 관계자는 “이번 연구 성과를 바탕으로 농축부터 핵산추출, 병원체 검출까지 전 과정을 현장에서 수행할 수 있는 토탈 솔루션 개발을 고도화해 나갈 것”이라며 “오는 2분기부터 실제 공공하수처리시설에서 해당 솔루션 성능 검증을 진행할 계획”이라고 말했다.

한편 제놀루션은 핵산추출 시약·장비와 분자진단 플랫폼 기술을 기반으로 공공보건 및 환경 모니터링 분야로 적용 영역을 확대하고 있다.