합성생물학(Synthetic Biology): 조작된(Engineered) 세포가 당뇨를 감지함 [6월 5일]
〇 당뇨의학에서 ‘살아있는 바이오센서(living biosensors)’라는 깜짝 놀랄만한 새로운 진단도구가 나옴. 바이오센서는 문제를 감지했을 때 특정 색을 발현하는 세균으로 만들어짐. 이 같은 연구결과는 사이언스 중개의학(Science Translational Medicine) 저널에 실림.
스탠포드(Stanford) 연구팀은 세균 세포 내의 유전회로를 재설계했고, 그 세포는 소변에서 비정상적인 혈당수치를 인식하고 당뇨라는 신호를 줌. 즉 그 세포는 당뇨 환자의 소변에서 비정상적인 혈당수치를 알리기 위해 붉은 형광단백질에서 빛을 낸다고 함. 이 세포는 일반적인 막대테이프(dipstick) 당뇨검사와 차이가 거의 없다고 함. 물론 기술적으로 극복해야할 점이 아직 있기는 하지만, 기존 검사법보다 빠르고, 저렴하고, 내구성이 좋다고 함.
연구팀은 “바이오센서 세포는 현재 진단도구들이 할 수 없는 주변 환경에 적응하는 것이 가능하며, 이물질에 대한 매우 민감한 감지자”라면서 “거친 환경에서도 오래 살 수 있으며, 증식하기 때문에 수천 번의 검사를 위해 생산하는 것이 간단하다”고 밝힘.
이 기술은 일종의 ‘생물학적 컴퓨터’임. 전자공학에서 트랜지스터가 회로를 따라 전자의 흐름을 제어하는 것과 같은 개념이라고 함. 하지만 실리콘을 대신하여 트랜지스터 유사장치를 사용함. 이 장치는 전사인자(transcriptor)라고 불리는 유전적 물질로 구성됨. 전사인자는 DNA 나선을 따라 움직일 때 구리선 위의 전자와 같이 주요 단백질의 흐름을 제어함. 이 유전적 물질은 전자공학자의 논리게이트(logic gates)의 생물학적 버전임. 내부 컴퓨터는 색을 바꾸는 세포를 조작함으로써 정보를 전달함(communicate).
연구팀은 “정말 필요한 것은 너무 늦게 신호를 보내는 소변을 대신하여 신체에서 작동할 감지시스템”라면서 “혈당수치는 실시간으로 더 많은 정보를 줄 수 있다”고 밝힘.
연구팀은 이러한 ‘생물학적 컴퓨터’ 영감(insight)을 사유화하기보다는 공공 영역으로 돌려주려고 함. “우리는 조작된 세포로 인해 촉발된 의학적 진단을 위한 무료키트를 만들어내기 위해 다른 사람들과 함께 작업하기를 원한다”고 밝힘.
맞춤형으로 설계된 세포는 자연의 본성이 만들어낸 것과는 다른 합성생물학의 새로운 영역의 가능성을 보여줌. 연구팀은 “의학은 청진기, X-ray촬영, 약물과 같은 하드웨어, 소프트웨어, 화학에 의존한다”라면서 “하지만 의학은 생물학을 이해하고 다루는 것에 관한 것”이라고 밝힘. 이어 “왜 직접 생물학에서 의학을 창조해내지 않을까요?”라고 물으며 “세계보건(global health)은 생물학을 이용하는 것이 실용적이고 적절하다는 것을 깨닫게 될 것”이라고 밝힘.
기사: http://medicalxpress.com/news/2015-06-intelligent-bacteria-disease.html
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