[사이언스 카페] 인공 대장균 DNA 최초로 합성 성공

입력 2019.05.17 03:10

치료·산업용 화학물질 생산, 인공 미생물 만드는 길 열려

인공적인 대장균 DNA
/미 농업연구소

영국 과학자들이 유전 물질을 합성해 인공적인 대장균〈사진〉 DNA를 만들었다. 말하자면, 실험실에서 만든 인공 생명체다. 과거에도 인공 미생물이 개발됐지만 대장균 유전자를 인공 합성한 것은 이번이 처음이다. 연구가 발전하면 환자 치료나 산업용 화학물질을 생산하는 데 최적화된 인공 미생물들을 만들 수 있을 것으로 기대된다.

영국 케임브리지대의 제이슨 친 교수 연구진은 16일 국제 학술지 '네이처'에 "인공 DNA를 가진 대장균 'Syn61'을 개발했다"고 밝혔다. 합성 DNA를 가진 대장균은 자연 상태의 대장균보다 길이가 좀 길고 성장이 약간 더뎠으나 생존에는 문제가 없었다고 연구진은 밝혔다.

유전물질인 DNA는 아데닌(A)·구아닌(G)·시토신(C)·티민(T) 등 네 가지 염기로 구성된다. 이 염기들이 배열된 순서에 따라 아미노산들이 연결돼 모든 생명현상을 관장하는 단백질을 만든다. 연구진은 이번에 대장균의 염기 400만쌍을 실험실에서 합성한 염기로 대체했다. 앞서 2010년 미국 연구진이 같은 방법으로 인공 미생물을 탄생시켰으나 염기쌍이 100만개에 그쳤다.

특히 연구진은 인공 대장균을 만들면서 DNA 구조를 압축했다. DNA의 염기들은 세 개씩 짝을 지어 각각 하나의 아미노산을 지정한다. 단백질을 만드는 아미노산은 모두 20종인데, 염기 3개의 짝은 기능이 겹치는 것들이 많아 64개다. 연구진은 이를 61개로 줄였다. 친 교수는 "DNA 구조를 바꾸면 바이오의약품을 만드는 대장균을 바이러스 공격에서 막아내고 생산효율도 높일 수 있다"며 "연구가 더 발전하면 아예 자연에 없는 아미노산을 단백질 합성에 이용해 완전히 새로운 성질의 물질도 합성할 수 있다"고 밝혔다.


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