스스로 광합성하는 인공세포 제작 성공

- 생물의 단백질을 재조립하여 스스로 대사활동하는 세포를 만들다

(IT뉴스 김들풀 기자) 국내 연구진이 해외 연구진과 공동으로 스스로 광합성하는 인공세포를 제작하는 데 성공했다. 이는 기존 생화학-의학연구를 살아있는 세포와 매우 유사한 환경에서 자유롭게 실험할 수 있는 획기적인 세포 모사체를 제공할 수 있다.

신관우 교수(서강대학교), 케빈 파커 교수(하버드대학교), 안태규 교수(성균관대학교) 및 정광환 교수(서강대학교)가 공동연구를 통해 살아있는 세포와 같은 형태와 기능을 가지며, 빛을 사용하여 스스로 에너지를 생산하는 인공세포를 제작하는 데 성공했다.

인공세포(Artificial Cell)란 광합성을 통한 에너지 전환, 미토콘드리아를 이용한 생체 에너지(ATP) 생산 그리고 이를 이용한 세포 내 물질 합성 등이 가능한 인공 구조체다.

이 연구 성과는 국제적인 학술지 네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology) 5월 28일 자에 논문명 <Photosynthetic artificial organelles sustain and control ATP-dependent reactions in a protocellular system>으로 게재됐으며, 네이처(Nature)의  하이라이트(highlight)로 소개됐다. 주저자: 신관우 교수(교신저자, 서강대), 케빈 파커 교수(교신저자, 하버드대), 안태규 교수(교신저자, 성균관대), 정광환 교수(교신저자, 서강대), 이길용 박사 (제1저자, 서강대-하버드대)

연구팀은  식물에서 광합성 단백질과 박테리아에서 광전환 단백질을 추출한 후 세포와 유사한 형태로 재조합하여 인공세포를 제작했다. 개발된 세포는 빛을 사용하여 스스로 생체에너지(ATP)를 생산하며, 세포의 움직임과 형태를 구성하는 세포골격을 합성하고, 또한 빛에 반응하여 스스로 움직임을 보였다. 이는 마치 원시적 형태의 살아있는 세포와 유사하다. 생체에너지(ATP)는 세포 내에서 다양한 성장과 생식에 필요한 모든 대사 활동에 에너지원으로 활용되는 물질이다.

신관우 교수는 “이 연구성과는 살아있는 생명체에 가장 근접한  혁신적인 연구성과이며, 스스로 외부 환경에 적응하고 성장하는 생명체를 인간이 만들어낼 수 있다는 가능성을 보여준 것”이라고 연구의 의의를 밝혔다.


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