KITECH 생산기술 전문지

플라즈마 기반 유전자 전달 기술은 기존의 바이러스 벡터나 전기천공법의 한계를 극복할 수 있는 차세대 비침습성 플랫폼으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마가 세포막 투과성 및 세포내이입(endocytosis)을 유도하여 외래 유전물질의 전달을 가능케 하는 기전을 고찰하고, 동물세포 및 식물세포를 대상으로 한 국내외 적용 사례를 분석하였다. 특히 플라즈마 생성 시 발생하는 펄스 전기장 및 활성종(ROS/RNS)은 세포막의 구조적 재배열, 수용성 채널 개방, 클라트린 매개 내포작용 등의 생리학적 반응을 유도하여 외부 분자의 세포 내 유입을 가능하게 한다. 국내 사례로는 한국생산기술연구원과 ㈜포톤데이즈의 협업을 통해 개발된 대기압 플라즈마 장비를 활용하여 A549 폐암세포주에 pMAX-GFP 플라스미드를 전달한 결과, 약 14.6%의 형질전환 세포가 확인되었으며, 이는 세포 생존성을 유지한 상태에서 확보된 수치로 기술의 실효성을 입증하였다. 해당 기술은 장비 구조의 단순성과 세포 유형별 맞춤형 조건 설계가 가능하다는 점에서, 줄기세포 기반 치료제, 오가노이드 플랫폼, 식물 유전자 조작 등 다양한 바이오응용 분야에 폭넓은 활용 가능성을 지닌다. 본 연구는 플라즈마 기반 유전자 도입 기술의 생물학적 작용 기전과 기술적 특성을 정리하고, 바이오산업 내 적용 가능성과 미래적 확장성을 조망하는 데 의의를 둔다.

키워드 대기압 플라즈마, 비바이러스성, 유전자 도입