종합

합성생물학이 그리는 미래

2021-01-29 22:06
  • #도움돼요 0
  • #더알고싶어요 0
  • 댓글
[글로벌에픽 차진희기자]
합성 생물학은 오늘날 다양한 분야에서 활용되고 있다.

◇ 바이오파운드리(Biofoundry)

center
바이오파운드리 구성도 / 사진제공=싱가포르국립대학교 바이오파운드리 SynCTI

파운드리(Foundry)는 금속을 녹여서 주형에 붓고 주물을 만드는 공장에서 유래한 용어다. 바이오파운드리도 바이오 관련 제품을 생산하는 공장이라고 이해하면 쉽다. 로봇으로 이루어진 자동화 플랫폼을 활용해 생물학 실험이나 공정을 수행하는, 공학 기술과 생물학이 융합된 첨단 공장인 셈이다.

바이오파운드리를 활용하면 수천 종의 유전자와 바이오파트 조합을 다양한 온도와 환경에서 테스트할 수 있다. 이를 통해 과거에는 불가능한 것으로 여겼던 유기물 합성이 본격화될 수 있다.

2013년 미 벤처기업은 네바다 사막에 트럭을 보내 미생물을 분리하고 자체적으로 유전체 서열을 분석하도록 했다. 수집된 데이터는 실험실로 원격 전송됐다. 이 실험실에서는 트럭이 보내오는 디지털 정보만을 이용해 미생물을 합성하는 연구를 진행했다. 미 에너지부는 당시의 실험을 시스템화해 공공 바이오파운드리에서 유전자합성을 종합적으로 지원하는 등의 전략을 구축했다. 이러한 노력으로 현재 미국은 합성생물학 연구를 이끌어가는 선두주자로 자리매김하고 있다.

◇ 대사공학(Metabolic Engineering)

카이스트 이상엽 교수는 대사공학에 대해 "미생물을 그냥 배양하면 우리가 원하는 물질을 효과적으로 생산할 수 없기 때문에 이들의 대사 회로를 인간이 필요로 하는 물질을 얻을 수 있도록 인위적으로 조작하는 것"이라고 설명했다.

합성생물학 기술이 발전하면서 젖산(Lactic Acid), 자일리톨(Xylitol)같이 단일 효소에 의해 생산할 수 있는 물질부터 다수 효소에 의해 만들어지는 복잡한 화학물질까지 생산이 가능해졌다.

대표적인 사례는 배양육이다. 배양육은 가축 없이 연구실에서 세포증식을 통해 만들어내는 식용 고기다. 육류와 가까운 맛의 비밀은 헤모글로빈의 색소 성분인 헴(HEME)에 있다. 현재는 식물 뿌리에서 소량 채취가 가능하나 기술이 발전해 헴을 대량생산할 수 있게 되면 공장식 사육, 환경오염 등 문제를 해결할 수 있게 된다.

이상엽 교수 연구팀은 대장균을 발효해 다량의 헴 생산을 성공시켰다. 대장균의 대사회로를 조작해 대장균이 헴을 생산하고 세포 밖으로 분비하도록 만든 것이다.

◇ 생물봉쇄(Biocontainment)

합성 생물학 기술로 재설계된 인공생명체가 실험실 밖으로 나가면 어떤 문제가 발생할까?

center

한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 인공생명체가 기존 생태계를 교란하거나 예상치 못한 진화를 통해 치명적인 병균이 될 수 있다고 전망한다. 또한, 일부 국가나 과학자들이 악의를 가지고 인공생명체를 사용한다면 생물학적 병기로 악이용될 가능성도 존재한다. 따라서, 바이오안전(Biosafety)과 생물학적 봉쇄에 대한 기술 개발 역시 중요하게 여겨지고 있다.

차진희 기자 news@globalepic.co.kr

이 뉴스 어땠나요?

꼭 알아야 할 뉴스