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인간의 신체 장기를 대신하기 위해 동물의 장기나 과학 기술을 이용해 만들어낸 장기를 ‘인공 장기’라고 해요. 병이나 사고로 우리 몸의 심장, 간, 신장 등이 제 역할을 하지 못할 때 이를 인공 장기로 바꿀 수 있지요. 아직까지 신체 장기를 완전히 대체할 수는 없지만, 인공 장기 연구는 계속 활발하게 이뤄지고 있어요.

하지만 성능 좋은 컴퓨터도 전기선을 통해 전기를 공급 받아야 작동할 수 있듯, 잘 만들어진 인공 장기 역시 혈관을 통해 영양분을 공급받아야 제 역할을 할 수 있어요. 그런데 혈관을 만드는 일 또한 인공 장기를 만드는 일만큼이나 어렵답니다. 세포를 이용해서 굵기가 채 10μm(마이크로미터, 100만 분의 1미터)가 안 되는 미세한 관을 만들어야 하기 때문이죠.
최근 미국 우스터폴리테크닉대학교 글렌 고데트 교수가 독특한 방법으로 이 문제를 해결했어요. 시금치 잎을 이용해 혈관을 만들어낸 거예요!

연구팀은 굵은 줄기에서 가는 줄기로 뻗어나가는 혈관의 모양이 식물의 잎맥과 매우 비슷하다는 사실에 주목했어요. 특히 시금치 잎맥의 모양, 굵기, 밀도 등이 가장 혈관과 비슷했답니다.

연구팀은 특수한 용액을 이용해 시금치 잎의 세포들을 분해시켰어요. 세포들이 모두 분해된 시금치 잎은 투명한 채로 뼈대와 같은 섬유질만 남았지요. 그 다음, 물관을 통해 섬유질 뼈대 안에 사람의 심장 줄기세포를 주입시켰어요. 그러자 뼈대 안에서 실제 심장 조직이 자라면서 물관이 인공 혈관 역할을 하는 걸 확인할 수 있었답니다(왼쪽 위 사진).

글렌 고데트 교수는 “식물을 이용해 사람의 생체 재료를 만들 수 있다는 가능성을 보여준 놀라운 실험”이라고 말했어요.





 인터뷰  글렌 고데트 교수

엉뚱한 생각이 과학을 바꾼다!​

Q 어떻게 시금치로 심장 조직을 만들 생각을 했나요?

저희는 시금치 잎맥의 모양이 사람의 혈관과 놀랍도록 닮았다는 점에 주목했어요. 그래서 시금치를 뼈대로 이용해서 심장의 줄기세포를 키우면 인공 심장 조직도 만들 수 있을 거라고 생각 했지요.

실험 결과, 실제로 저희가 만든 인공 심장 조직은 심장처럼 꿈틀거리기도 하고, 칼슘 등의 영양분을 이동 시키기도 했답니다!

Q 앞으로의 계획은 무엇인가요?

동물과 식물의 경계를 허무는 연구를 진행할 예정입니다. 지금도 동료들과 함께 식물을 동물의 몸에 이식시킬 여러 가지 방법들을 연구하고 있어요. 예를 들어 대나무로 동물의 뼈를 만드는 거지요. 또한 식물의 다른 부분들을 이용해서 인공 혈관의 크기와 모양을 다양하게 만드는 연구도 진행 중이에요.

Q 어린이들에게 하고 싶은 말이 있다면?

사람들이 생각의 틀을 깼으면 좋겠다는 것이 저희의 바람이에요. 사실, 식물을 이용해 동물의 혈관을 만드는 건 무척 이상해 보일 수 있어요. 하지만 저희는 그 아이디어를 버리지 않았고, 실제로 실험을성공시켰답니다! 인공 혈관을 만드는 새로운 방법을 찾아낸 거죠.

여러분도 다소 엉뚱해 보이는 아이디어라도 버리지 말고 끝까지 연구해 보세요! 더욱 많은 가능성을 펼칠 수 있을 거예요.