최초의 완전한 세포 주기 구현 인공 세포 '스퍼드셀' 공개

과학자들이 섭식, 성장, 증식에 이르는 완전한 세포 주기를 구현한 최초의 인공 세포를 공개했다.

미국 미네소타대학 연구진은 미국 기반 비영리 오픈소스 연구 기구 바이오틱에 인공 세포 시스템 '스퍼드셀'(SpudCell) 연구 결과를 1일(현지시간) 발표했다. 논문은 아직 동료평가(피어리뷰)를 거치지 않았다.

이 시스템은 36개의 정제된 효소, 7개의 별도 DNA 플라스미드에 나누어 담긴 9만 염기쌍의 게놈, 이를 둘러싼 지질막으로 구성됐다.

기존 생명체의 세포를 깎아내 만든 이전의 최소 세포 연구 방식과 달리, 개별적인 무생물 화학 성분을 처음부터 조립하는 상향식 구조를 갖췄다.

스퍼드셀은 스스로 자라고, 유전자를 복제하며, 세대를 거쳐 분열하고 나아가 자연선택과 경쟁을 거치는 세포 주기를 완전하게 구현했다.

연구진은 "이미 살아있는 생명체를 축소한 것이 아니라, 처음부터 조립해 만든 시스템에서 살아 있는 세포의 전체 주기가 작동한 것은 처음"이라며 이론상 스퍼드셀을 맞춤 제작해 다양한 제품을 생산할 수 있다고 설명했다.

그러면서 "이번 연구는 완전히 새로운 학문 분야를 개척할 것"이라며 "궁극적으로는 먼 미래에 새로운 치료제, 신소재, 식품, 탄소 제거 기술의 근간이 될 수 있다"고 덧붙였다.

의약품부터 플라스틱에 이르는 다양한 제품에 필요한 친환경 소재를 제조하는 '미세 생물 공장' 역할을 해 산업 생산에 혁신을 일으키는 것이 스퍼드셀의 목표다.

바이오 엔지니어링 기반 미생물은 이미 인슐린이나 생분해성 플라스틱 같은 제품의 생산에 활용되고 있다.

스퍼드셀 프로젝트 책임자인 케이트 아다말라 박사는 파이낸셜타임스(FT)에 "우리는 지구를 해치지 않는 방식, 그리고 실제로 재생 가능한 방식으로 물건을 제조할 수 있어야 한다"고 말했다.

아다말라 박사는 "지구에는 원자가 충분하며, 우리는 단지 그 원자들을 더 지속 가능하고 분산된 방식으로 이동시킬 필요가 있을 뿐"이라고 연구 의의를 강조했다.

연구진은 앞으로 스퍼드셀에 필요한 개선점으로는 외부 먹이원 의존도 축소, 증식 메커니즘 정교화, 자체적인 단백질 합성 기구 제조 역량 구축 등을 꼽았다.

스퍼드셀 특허는 미네소타대학이 소유하고 있으며, 필수 인공 세포 인프라의 협력적 구축을 추진하는 바이오틱에 독점 라이선스가 부여됐다.

미네소타 대학은 거대 기업이 특허를 독점해 돈벌이로 쓰는 행태를 막고 전 세계 연구자들이 자유롭게 사용해 인류 전체의 발전에 기여할 수 있도록 연구결과를 오픈소스 형태로 제공할 예정이다.

학계에서는 인공 세포가 유출돼 예상 밖 결과를 초래하거나 생화학 무기 등 인류를 해치는 수단으로 사용할 가능성을 우려하는 시선도 있다.

전문가들은 신기술이 자연 생태계의 진화에 악영향을 주거나 악용되지 않도록 윤리 기준과 공학적 표준 등 안전장치를 마련해야 한다고 지적한다.