구독상품안내
블록이 기계도 되고, 환경도 지킨다는 게 놀랍지? 그런데 그거 아니? 블록의 원리가 생물에도 적용된단 사실! 유전자를 블록처럼 요리조리 끼우면 새로운 생물체가 되는 거야. 조금 더 자세히 알아볼까?
▼
합성생물을 만드는 과정
1단계
A, T, G, C 유전자를 이루는 사총사
우리 몸을 이루는 유전자는 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C) 4가지 물질로 이루어져 있다. 4가지 중에서 아데닌과 티민, 구아닌과시토신이 짝을 이룰 수 있다. 마치 블록처럼 짝이 맞는 것들끼리만
결합을 이룰 수 있는 셈이다.
2단계
바이오브릭
아데닌, 티민, 구아닌, 시토신 4가지 물질은 서로 짝을 이룬 채 줄지어 있다. 이때 몇 쌍이 모여 특정한 역할을 갖게 된다. 이 단위를 ‘바이오브릭’이라고 한다.
3단계
유전자 디자인
새로운 생물을 만들고 싶다면, 원하는 바이오브릭을 골라 합치면 된다. 종류에 따라 알맞은 효소로 바이오브릭을 이어붙여 하나의 유전자를 만들 수 있다.
4단계
유전자 넣기
유전자를 바꾸고 싶은 생물체에 내가 만든 유전자를 넣는다. 이때 합성한 유전자만으로는 세포를 둘러싸는 막을 만들 수 없다. 그래서 기존 생물에 합성한 유전자를 집어넣어 새로운 생물체를 만든다.
5단계
합성 생물 탄생!
새로운 유전자를 가진 생물이 만들어진다.
바이오브릭을 조립하면 생물이 된다?!
생물의 유전 정보를 담고 있는 유전자는 마치 블록처럼 생겼어요. 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C) 네 가지 물질이 마치 블록처럼 끼워져 유전자를 구성하죠. A-T, G-C가 짝을 이루는데, 이 짝들이 어떤 순서로 놓여 있느냐에 따라 다른 정보를 갖게 된답니다.
몇몇 생물학자들은 유전자의 이런 특징을 이용해 ‘바이오브릭’이라는 개념을 만들어냈어요. A, T, G, C 네 가지 블록을 다양하게 조립해 바이오브릭이라는 단위를 만든 거예요. 바이오브릭은 특정한 역할을 하는 유전자의 조각을 뜻해요. ‘모듈’이나 ‘부품’이라고 불리기도 하죠.
앞서 블록 장난감의 인기 비결이 ‘표준화’라고 했죠? 바이오브릭도 이런 특징을 따라요. 효소를 이용하면 다양한 바이오브릭을 서로 이어붙일 수 있거든요. 마치 서로 다른 레고 블록을 끼우는 것과 비슷한 셈이랍니다.
블록 트로피를 주는 대회, 아이젬
2015년 9월, 미국 보스턴에서 ‘아이젬 대회’에 참가한 학생들이 은색 블록 모양의 트로피를 받았어요. 트로피엔 세포와 톱니바퀴가 그려져 있었죠.
아이젬은 전세계 학생들이 모여 자신이 만든 합성생물을 뽐내는 대회로, 2003년에 시작된 뒤 매년 가을마다 열리고 있어요. 대회 참가자들은 주로 고등학생 이상으로 고등학생, 대학생, 대학원생 세부문으로 나누어 참가해요. 참가 분야도 실험, 소프트웨어, 예술 등 다양하답니다.
때론 학생들의 아이디어가 전문 연구자들보다 더 기발할 때도 많아요. 한 예로 2009년 대상을 받은 7명의 영국 캠브리지대 학생들은 ‘이 크로미’라는 알록달록한 대장균을 만들었지요. 이 크로미는 어떤 바이오브릭을 쓰느냐에 따라 빨강, 주황, 초록, 보라, 갈색 5가지 색 중 한 가지를 나타낸답니다. 이 학생들이 쓴 바이오브릭은 색깔 단백질을 만들 수 있는 것이었어요.
연구팀은 이 크로미로 재미있는 상상을 해 그걸로 예술 작품으로 만들기도 했답니다.
합성생물연구, 필요하다 VS 위험하다
합성생물에 대한 연구가 활발해지는 만큼 합성생물에 대한 우려도 커지고 있어요. 합성생물이 안전한지, 인공으로 생물을 만들어내는 일이 옳은지에 대한 문제가 대표적이죠.
실제로 합성생물 연구가 활발히 이뤄지고 있는 미국과 유럽에서는 걱정하는 목소리가 높아요. 미국의 저명한 합성생물학자 크레이그 벤터가 2009년에 유전체 전체가 합성된 새로운 생물을 만들어내자, 버락 오바마 대통령이 ‘대통령 위원회’에 합성생물이 우리에게 어떤 도움을 줄 수 있을지와 어떤 위험을 가져올 수 있을지 조사를 요청하기도 했어요. 그만큼 합성생물이 가져올 위험에 대해 걱정했단 뜻이겠지요.
이 밖에도 합성생물학엔 다양한 문제가 얽혀 있어요. 누군가 합성생물을 만들었을 때 그 생물을 마치 발명품처럼 다루어도 되는 걸까요? 지금은 합성생물이 세균 단계에서 연구되고 있지만, 더 많은 동물에게 적용했을 때 문제가 생기진 않을까요? 과학자들은 합성생물을 유용하게 활용할 방법을 찾는 것과 동시에 합성생물이 가져올 위험에 대해서도 고민하고 있답니다.
어때? 작은 블록 속에도 엄청난 과학들이 숨어 있지?
그런데 말이야, 어과동 친구들은 합성생물학 기술로 지구상에 없던 새로운 생물을 만들어내는 연구에 대해 어떻게 생각해?
어린이과학동아 홈페이지(kids.dongascience.com)에서 친구들의 생각을 들려줄래? 난 먼저 가서 친구들을 기다리고 있을게~!
