생물학 연구를 통합하고 생명 기능이나 생명 시스템 공학에 응용하는 합성생물학(synthetic biology)에 대한 연구가 활발해지고 있다. 합성생물학이란 인공생물학이라고도 부르는데 새로운 기능을 가진 생명체를 인공 합성하는 분야를 의미한다. 미국 육군군사연구소 ARL(Army Research Laboratory)은 앞으로 10년 안에 미생물을 이용한 센서와 액추에이터가 등장할 것으로 예상하고 있다.

ARL은 현재 생명체와 비생명체를 합성해 인간의 능력을 높이거나 전자부품을 만들고 자율적인 생활 장치 등을 제조하는 걸 목적으로 하는 합성생물학 연구를 진행하고 있다. ARL 브린 애덤스 박사는 합성생물학 발전으로 생물을 전자장치 제어에 활용할 출발점에 오게 됐다면서 합성생물학의 실용화가 가까워진 것으로 예측하고 있다.

합성생물학은 생명체 메커니즘인 생물학 지식을 공학 분야에 응용하는 학문이다. 이 분야는 DNA 서열을 규명하고 DNA를 합성하는 데 성공하면서 2000년대 들어 빠르게 진화하고 있다. 이미 폐기물에서 에너지를 생산하는 바이오 연료 같은 시스템은 실용화가 가까워진 수준까지 도달한 상태다.





하지만 합성생물학이 다음 단계로 목표하는 건 광합성을 통해 에너지를 자가 창출하는 전자 장치다. 이런 생물 시스템을 비생물에 배치하는 건 물론 상당히 어렵다. 아담스 박사에 따르면 유전자 회로를 통합, 호스트 대장균을 이용한 실험에선 간단한 정보를 기록하는 데 성공했지만 이는 어디까지나 실험실이라는 특정 환경 하에서 이뤄진 것이며 자연 환경에서도 구조를 유지하고 기능을 갖게 할 수는 없다고 한다.

하지만 합성생물학의 발전 속도가 빨라 앞으로 5년 안에는 공학적으로 조작한 세포를 생태계에 통합할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 미 육군은 병사를 강하게 하고 탄력성을 높이면서 특정 감염에 대한 면역력을 높이기 위해 합성생물학을 응용하려고 생각하고 있다고 한다. 10년 뒤에는 생물과 무생물을 통합, 간단한 센서와 액추에이터가 만들어져 군이나 정부 뿐 아니라 민간 분야에서도 합성생물학 실용화가 진행될 것으로 예상되고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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