본 연구는 G-4중합체(G4) 토폴로지 구조 인식을 위한 라벨링 없는 나노포어 단분자 검출 방법을 구축하는 것을 목표로 한다. 먼저 평행형 혈관내피성장인자(VEGF) 프로모터 G4 서열을 시험 대상으로 하여, 마이코박테리움 스메거티아스(MspA), 에어로라이신(AeL), α-헤몰리신(HL) 세 종류의 나노포어에 대한 G4 분자 검출 성능을 비교하고, 이후 실험용 채널로 α-헤몰리신을 선별하였다. 다음으로 평행형 c-Myc 원암유전자 27bp 서열(c-Myc27bp), 반평행형 트롬빈 어댑터(TBA) 및 인간 텔로미어 DNA G4 서열(H24A)을 대표적인 G4 모델로 선택하여 원형 이색성(CD)으로 토폴로지 구조를 검증하고, α-헤몰리신 나노포어를 이용해 단분자 수준에서 분리 감지를 수행했다. c-Myc27bp의 길어진 막힘 시간과 낮은 통과 효율 문제를 해결하기 위해 양 끝에 각각 25개의 아데닌을 도입하여 c-Myc77bp를 제작하여 통과 특성을 최적화했다. 결과적으로 α-헤몰리신 나노포어는 단일 가닥 DNA(ssAf17)와 세 가지 다른 토폴로지 타입의 G4 분자를 효과적으로 구분할 수 있었으며, 최적화된 c-Myc77bp는 통과 과정에서 특성적인 2차 계단 신호를 생성하여 신호 인식도와 통과 효율을 크게 향상시켰다. 이상의 결과는 α-헤몰리신 기반 나노포어 단분자 센싱 시스템이 G4 토폴로지 구조를 라벨링 없이 인식하는 데 활용될 수 있음을 보여주며, 고급 핵산 구조 분석을 위한 새로운 기술 전략을 제공하고 G4 관련 질병 기전 연구 및 표적 약물 개발에 방법적 지원을 제공한다.

나노포어 기술; G-4중합체; 단분자 센싱; 토폴로지 구조 구분; α-헤몰리신