자연과학대학 화학과 박종민 교수 연구팀이 생명체 내 단백질 및 세포 소기관을 고정밀도로 표지할 수 있는 「차세대 생물직교화학（bioorthogonal click chemistry） 기술」을 개발했다.

이번 연구는 아주대학교 분자과학기술학과 김은하 교수, 한국과학기술연구원（KIST） 이상희 박사 연구팀과의 공동 연구로 수행됐으며, 화학 분야의 세계적 권위 학술지인 ‘ACS Central Science’（IF 10.4, JCR 상위 10％） 2025년 6월호 표지 논문으로 선정돼 학계의 주목을 받고 있다.

‘생물직교화학’은 생체 환경에서 다른 생물학적 반응을 방해하지 않고 원하는 분자 간의 선택적 반응을 빠르게 일으키는 기술로, 생명과학 전반에 걸쳐 널리 활용되고 있다.

특히, 테트라진（Tetrazine）과 트랜스사이클로옥틴（trans-cyclooctene, TCO）의 반응은 가장 빠른 생물직교 반응으로 주목받아왔으며, 세포 생리 연구와 신약 개발 분야의 핵심 기술로 자리잡아 왔다.

연구팀은 이번 연구에서 테트라진이 세포 내 단백질과는 반응하지 않는다는 기존 학계의 통념을 뒤집고, 특정 조건에서는 원하지 않는 단백질 반응을 유발할 수 있다는 사실을 처음으로 규명하였다.

이를 바탕으로, 기존 기술의 비선택적 한계를 극복한 새로운 정밀 테트라진 화학 반응 시스템을 설계·개발하고, 이를 통해 세포 내 단백질 및 소기관의 정밀 표지뿐 아니라 동물 모델에서의 세포 염색까지 성공적으로 구현하였다.
이번 연구는 생명체 내에서 원하는 분자 간 반응만을 선택적으로 유도할 수 있는 고정밀 생화학 반응 플랫폼의 실현 가능성을 제시하였다는 점에서 의의가 크며, 향후 정확한 생명현상 분석뿐 아니라 항체-약물 접합체（ADC）, 정밀 의료용 이미징 기술 등 다양한 분야로의 확장성이 기대된다.

박종민 교수는 “이번 연구는 테트라진이 생체 단백질과 반응하지 않는다는 기존의 개념을 새롭게 정의하고, 생명체 내에서도 정교한 생물직교 반응이 가능하다는 것을 입증했다는 데 큰 의미가 있다”고 밝혔다.

김은하 교수는 “테트라진의 생체분자 반응성 규명은 향후 생명현상 모니터링은 물론, 항체-약물접합체 기반의 혁신신약 개발 원천기술로도 활용될 수 있다”고 전했다.

이상희 박사는 “이번에 개발된 생물직교 반응 기술은 세포 및 동물 수준에서 비특이 반응을 최소화하여 약물 작용기전 규명 및 정밀 이미징에 실용적 도구로 사용될 수 있으며, 차세대 약물 개발의 기반 기술로서도 의미가 크다”고 밝혔다.

한편, 본 연구는 ▲한국연구재단의 ‘중견연구사업’·‘G-램프（LAMP）사업’·‘4단계 BK21 사업’ ▲삼성전자 ‘미래기술육성사업’ ▲경기도 ‘지역협력연구센터사업’ ▲KUCRF-보스턴코리아 ‘공동연구개발사업’ ▲한국과학기술연구원（KIST） ‘기관고유사업’의 지원을 받아 수행됐다.