인공 세포, 먹고 자라고 스스로 증식하다..

미국 미네소타대 케이트 아다말라 교수 연구팀이 지난 7월 1일, 살아있는 세포가 아닌 재료들만으로 만든 인공 세포가 스스로 먹이를 섭취하고 자라며 분열하는 데 성공했다고 발표하면서 학계가 술렁였다. 이 인공 세포는 서로 먹이를 두고 경쟁하는 모습까지 보였는데, 연구팀은 감자를 닮은 모양이라는 뜻에서 '스퍼드셀(SpudCell)'이라는 이름을 붙였다.

연구팀은 단백질과 여러 분자 100여 종을 배합해 유전자로부터 새로운 단백질을 만들어내는 등 세포에 필요한 화학반응이 일어나는 수프부터 만들었다. 여기에 바이러스와 대장균에서 가져온 유전자 36개를 더했는데, DNA를 복제하는 등 세포 유지에 꼭 필요한 기본 기능을 수행하도록 고른 유전자들이었다. 이후 세포막을 이루는 지질 분자를 넣자 저절로 거품 모양의 막이 형성되며 수프를 감쌌고, 그중 일부는 유전자와 단백질을 알맞게 품은 채 실제로 자라고 분열하는 데까지 이어졌다.

단백질을 합성하는 세포 소기관인 리보솜은 대장균에서 그대로 가져다 썼을 뿐 스스로 만들어내지 못했고, 관련 연구도 동료 심사를 거치기 전 단계라 학술지의 정식 검증이 아직 남아 있어 완전한 인공 생명체라 부르기에는 이르다. 아다말라 교수 역시 "생명은 이분법으로 나뉘지 않는다"고 강조하며, 이 세포를 곧바로 '살아있다'고 부르는 데는 신중한 태도를 보였다.

아다말라 교수와 공동 연구자 드류 엔디 교수는 이 기술에 특허를 걸지 않고 오픈소스로 공개했으며, '바이오틱(Biotic)'이라는 비영리 조직을 세워 전 세계 연구자들이 함께 다음 단계를 개발하도록 판을 짰다. 엔디 교수는 앞으로 10년간 이 분야에 수억 달러가 투입되고 수백 명의 과학자가 뛰어들 것으로 내다봤다.

이번 연구가 궁극적으로 그리는 목표는 석유화학 원료 없이 세포가 직접 연료와 의약품을 만들어내는 바이오이코노미로의 전환이다. 상용화까지는 규모 확장과 장기 검증이라는 긴 과정이 남아 있지만, 생명체를 부품처럼 설계하고 조립할 수 있다는 가능성을 실험으로 입증했다는 점에서 이번 성과는 합성생물학의 중요한 이정표로 평가받는다.

출처: The New York Times, Science, Quanta Magazine, Wikipedia(SpudCell)

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