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현실과는 거리가 먼 이야기 같지만 꼭 그런 것만도 아니다. 우리 체내 박테리아(세균)야말로 세상 그 누구보다 자가 치유 능력이 뛰어난 생명체이며 앞서 언급된 마법 같은 일들을 현실에서 이뤄내기 때문이다. 그런데 이 박테리아를 활용하면 앞서 언급된 생명이 담긴 ‘물품’을 제작할 수 있지 않을까?
미국 과학매체 라이브 사이언스닷컴은 매사추세츠공과대학(Massachusetts Institute of Technology. MIT) 연구진이 대장균에서 발현되는 특정 단백질에 금속나노입자를 접목해 ‘바이오 생물질(生物質)’로 변환시키는데 성공했다고 3일(현지시간) 보도했다.
연구진은 빠르게 변화하는 생태환경에 스스로 적응할 수 있는 물질을 만들어내기 위해 살아있는 유기체에서 아이디어를 얻었다. 그들이 모티브로 삼은 대상은 다름 아닌 사람의 ‘뼈’인데 스스로 칼슘 구조를 변화시키고 특정 단백질을 생산해 성장해나가는 원리를 실제로 적용해보기로 했다. 그러기 위해서는 지난 수억 년간 생화학적 진화를 거듭해온 박테리아(세균)를 이용해야했다. 특히 박테리아는 질소를 고정해 단백질을 생산해내는 능력이 있고 이를 활용해왔다.
이에 연구진은 수많은 박테리아 중 한 가지를 선택해 유전공학 실험을 실시했다. 이 실험을 위해 고심 끝에 선택된 것은 인체에서 가장 흔하게 접할 수 있는 ‘대장균’. 그 이유는 접촉능력이 좋고 변형이 쉬워 합성이 용이한 특정 섬유질(curli fiber)을 생산해낼 수 있기 때문이다.
연구진은 이 대장균과 금속 나노입자를 접합해 새로운 ‘바이오 생물질’로 변화시키는데 성공했다. 대장균 속 섬유질은 접합과정에서 세균 상호간 신호물질을 분해하는 효소인 ‘AHL’과 표면 단백질을 숨겨버리는 ‘csgA 유전자’의 충돌을 막아 생물질 생성에 큰 도움을 줬다.
해당 기술은 각종 폐기물을 바이오연료로 변환하거나 효율성이 극대화된 배터리 등을 생산해내는데 당장 적용될 수 있고, 나아가 (영화 속에서나 보던) 사용자에게 자동으로 맞춰지는 생활용품을 개발하는데 응용될 수 있다. 이 바이오기술로 탄생된 물질은 스스로 환경에 적응할 수 있는 생명력을 품고 있기 때문이다.
연구를 주도한 MIT 티모시 루 연구원은 “여기서 그치지 않고 다른 플랫폼, 즉 광합성 물질과 곰팡이를 이용한 바이오 물질 개발에 나설 것”이라고 전했다.
한편 해당 연구결과는 국제과학학술지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’에 지난 3월 23일(현지시간) 발표됐다.
사진=라이브 사이언스닷컴
조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
