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미생물이야기 벡터박사, 박테리아 제조 돌입…세계적 관심
2013-08-01 13:42:24
이엠생명과학연구원

  벡터박사, 박테리아 제조 돌입…세계적 관심

《신에 대한 모독인가, 구원의 손길인가. 실험실에서 새로운 미생물을 창조하는 계획이 과학자들에 의해 추진되고 있다. 이 연구를 주도하고 있는 인물은 생명공학계의 ‘풍운아’ 크레이그 벤터 박사(사진). 그는 셀레라 지노믹스라는 민간 회사를 설립하고 불과 2년 만에 인간 게놈을 해독해 세계를 깜짝 놀라게 한 인물이다. 그가 이번에는 노벨상을 수상한 유전학자인 해밀턴 스미스와 함께 인조 박테리아를 만드는 일에 뛰어들었다. 올 여름 미국 뉴욕주립대 연구팀이 소아마비 바이러스 합성에 성공하자 최근 미국 에너지부는 300만 달러를 벤터 박사의 연구에 지원키로 했다. 또 이 작업에 한국의 과학자들도 참여할 것으로 보인다. 》

두 연구자는 미국의 생물학적에너지대안연구소(IBEA)에서 생명체 제조 작업을 시작 할 예정이다. 벤터 박사는 “화석연료의 소비가 급증하고 지구에 심각한 환경 재앙이 오고 있는 상황에서 이런 상황을 타개할 대안을 생각해야한다”고 말했다.

연구팀이 만들려고 하는 것은 단세포 박테리아이다. 이 인조 박테리아로 저렴하게 수소를 생산해 전기를 만들거나 연료전지 자동차를 움직이게 한다는 것. 또 온실가스인 이산화탄소를 분해하는 박테리아도 만든다는 것이다.

인조 박테리아의 주형이 될 모델은 마이코플라스마 제니탈리움. 사람의 생식기나 폐에서 흔히 발견되는 이 박테리아는 생명체 가운데 유전자의 숫자가 가장 적다. 유전자의 숫자는 517개. 하지만 이 중에서 265∼350개의 유전자만이 생명을 유지하는 데 필수 불가결한 유전자이다.

인조 박테리아 제조의 첫 단계는 300개의 유전자를 가진 인공 염색체를 만드는 것이다. 이어 마이코플라스마에서 유전물질을 제거하고 인조 염색체로 대체하게 된다. 그러면 이 세포는 분열하며 자기 복제를 하는 최초의 생명체가 된다.

 

  국내에서는 한국과학기술원 김선창 교수팀이 10월 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 잡지에 인조박테리아의 유전자 숫자를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다. 김 교수는 최근 미국에서 해밀턴 스미스 박사 와 만나 이 기술을 이전해주기로 합의했다. 김 교수는 수소를 생산하려는 미국 연구팀과는 달리 유용한 물질을 생산하는 인조박테리아의 개발을 추진 중이다.

“앞으로 5년 내에 인조박테리아가 등장할 것”이라며 “내년 초에 바이오니아가 미생물의 유전체 전체를 하루에 합성할 수 있는 대규모 유전체 합성공장을 완공할 예정이어서 벤터 박사팀에게 사업 참여를 제안해 놓고 있다”고 밝혔다.

문제는 컴퓨터로 아무리 잘 설계한 인조박테리아라 하더라도 수억 년 동안 자연에 적응하면서 진화해온 박테리아보다 훨씬 나약한 존재가 될 것이라는 점이다. 따라서 박테리아 합성 기술과 함께 ‘시험 관 내 진화기술’이 필수적이다.

박한오 대표는 “자연에서 100만년 동안 진화한 미생물을 시험 관 내 진화 기술을 이용하면 한 달만에 진화시킬 수 있다”며 “그렇게 하면 기본 생명 유지 기능만 갖춘 나약한 인조박테리아를 원하는 방향으로 진화시킬 수 있어 21세기 생명공학의 핵심기술이 될 것”이라고 말했다.

미생물은 갖가지 물질을 만들어내는 화학공장이다. 따라서 원하는 화학물질을 만드는 미생물을 만들 경우 그 이용 분야는 무궁무진하다. 또한 21세기를 바꿀 것으로 기대되는 ‘나노머신’도 바로 인 조 박테리아가 될 것으로 전문가들은 내다보고 있다.

하지만 인조 생명체 창조의 안전과 윤리 논란도 가열되고 있다. 이 미생물이 새로 운 생화학 무기를 개발하는 데 악용되거나 환경에 방출돼 건강에 위협을 줄 수 있기 때문이다. 이에 대해 벤터 박사 팀은 유해한 유전자는 제외시켜 시험관에서 바깥으로 나갈 경우 즉시 죽도록 만들면 될 것이라고 주장하고 있다.




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