DNA 칩이란?
손톱만한 크기의 작은 고형체 위에 적게는 수십개에서 많게는 수만개의 유전자를 고밀도로 배열해 놓은 것으로서 특정 상황에서의 특정 유전자의 발현 정도를 알아낼 수 있는 칩을 말한다. 특정 유전자 발현의 과다 또는 유무는 곧 특정 단백질이 만들어지는 정도를 나타내므로 결국 DNA 칩은 특정 상황에서 특정한 역할을 수행하는 단백질을 알게 해준다.

DNA 칩의 중요성
DNA 칩 기술은 오늘날 생명공학 분야에서 가장 주목받는 새로운 기술로 적게는 수십개로부터 많게는 수만개의 다른 유전자 발현변이나 돌연변이를 단 한번에 확인할 수 있는 장점이 있다. 이같은 장점 때문에 DNA 칩 기술은 21세기 생명공학 관련 산업과 의료 및 기타 사회전반에 걸쳐 혁명적 변화를 가져올 것으로 전망되고 있다.

DNA은 20세기 후반 엄청난 발전을 한 분자생물학지식에 기계 및 전자공학 기술이 접목돼 탄생했다. 기계자동화와 전자제어 기술 등을 이용하여 손톱크기의 작은 고형체 안에 수천가지의 DNA를 집어 넣을 수 있게 만든 것이다.

30억개의 염기서열을 분석하는 휴먼 지놈 프로젝트(Human Genome Project)가 완료되면 DNA 칩을 이용, 이들 전체 유전자의 기능을 분석할 수 있게 된다. 지금까지 밝혀진 암이나 기타 질병관련된 수백개의 유전자 돌연변이도 곧 엄청난 수로 증가할 것이기 때문에 DNA 칩을 이용하지 않고는 이들의 효과적인 검색이 어렵다. 따라서 질병관련 유전자의 발현 검색용 DNA 칩 기술의 확립과 발전은 우리나라 21세기 생명공학 시대를 대비한 아주 중요한 초석이 될 것이다.

DNA 칩 개발 현황
DNA 칩 기술이 개발되고 소개된 것은 1995년 말로 불과 4년 동안 여러 가지 기술적인 발달과 더불어 다양한 종류의 DNA 칩이 개발되고 있다. DNA 칩은 칩에 심는 DNA의 종류에 따라 크게 cDNA와 oligonucleotide chip이 있고, 각각 전자는 유전자의 발현, 후자는 돌연변이 검색에 장점이 있다.

cDNA microarray chip은 1995년 미국의 스탠포드 대학 생화학과에서 처음 개발되었으며, 97년 말 이 연구실에서 세계최초로 6,100개의 모든 효모 유전자들이 1.8㎠ 안에 들어간 cDNA microarray chip을 만드는데 성공하였다. 이 기술은 미국 국립 암 연구소에서 시작한 Cancer genome anatomy project(CGAP)에 도입되어 진행되고 있다.

이 사업은 인간 cDNA microarray chip을 이용하여 인간이 갖고 있는 모든 암유전자 발현을 확인한 다음, 암의 원인이 되는 유전자들을 찾는 대규모 사업이다. 이 기술을 이용하여 만든 DNA chip을 상업적으로 판매하는 회사는 미국의 Incyte사가 있다.

반면, 돌연변이 검색용으로 가장 적합한 oligonucleotide chip을 주로 생산, 판매하고 있는 회사는 미국의 Affymetrix사이며, 컴퓨터 산업계에서 반도체를 만들기 위해 쓰는 Photolithography라는 기술을 사용하여 수만개의 다른 염기(nucleotide)들을 하나의 chip위에 직접 합성하는 방식으로 DNA Chip을 만들고 있다.

Affymetrix사는 이 기술을 이용하여 처음에 1.28㎠안에 6만5,000개의 다른 oligonucleotide(25-mer)를 가진 chip을 만들었고 지금은 40만개의 다른 oligonucleotide를 가진 chip을 만들 수 있는 기술을 보유하고 있다. 이 회사에서는 지금 CYP450, p53 그리고 HIV의 돌연변이를 찾을 수 있는 chip을 판매하고 있다.