살아있는 세포처럼 움직이는 인공세포가 미국 대학교 연구팀에 의해 제작됐다. 자유롭게 프로그래밍할 수 있는 이 인공세포는 천연 세포를 뛰어넘는 능력을 부여할 수 있어 기대된다.
미국 노스캐롤라이나대학교 채플힐(UNC) 연구팀은 자연적인 단백질을 사용하지 않고도 세포골격(cytoskeleton)을 가진 합성세포를 20일 국제 학술지 네이처를 통해 공개했다.
세포는 인간을 비롯한 모든 생물을 구성하는 기본적인 블럭 같은 단위다. 세포가 형태나 내부 구조를 안정적으로 유지할 수 있는 것은 단백질에 의해 만들어진 세포골격 덕분이다.
이러한 세포골격은 여러가지 형태로 변화하거나 주변 물질과 반응하는 등, 세포에 유연성을 부여한다. 세포골격이 없는 세포는 간단한 기능조차 불가능하다.
UNC 연구팀은 프로그램 가능한 펩타이드 DNA 기술을 통해 인공세포를 만들었다. 단백질 구성 요소인 펩타이드를 유도해 유전물질 기능을 조절하는 식이었다. 수많은 시행착오 끝에 완성된 것이 제대로 기능하는 세포골격을 가지는 세포다.
실험 관계자는 "합성 과정에서 천연 단백질은 사용하지 않았는데도 완성된 세포골격은 살아 있는 세포와 같이 작용했다"며 "필요에 따라서는 형태나 환경에 대한 반응 방법을 자유롭게 바꿀 수 있다"고 말했다.
이어 "DNA는 보통 세포골격에는 나타나지 않아 DNA의 염기서열을 재프로그래밍해 펩타이드를 결합시키는 건축 재료처럼 만들었다"며 "이 프로그래밍된 재료를 물방울 속에 넣어 세포골격 같은 구조를 임의로 짜냈다"고 덧붙였다.
이번에 개발된 합성세포는 살아 있는 세포만큼 복잡하지 않다. 다만 다루기 쉽고 보통 세포로는 견딜 수 없는 환경에서도 움직이는 장점이 있다.
실험 관계자는 "이 합성세포는 50℃에서도 안정적이며, 보통 인간에게 적합하지 않은 환경에서도 경이적인 힘을 발휘할 가능성이 있다"며 "재생의료나 진단기 등 여러가지 용도에 응용할 수 있다"고 기대했다.
이윤서 기자 lys@sputnik.kr
