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빠르면 내년부터 미국 내에서 자신이 원할 경우 지원자들은 유전자공학에 의해 생성된 대장균으로 속이 채워진 캡슐을 삼킬 수 있을 것으로 예상되는데, 이는 최근 합성생물학자들이 유전적으로 변형된 박테리아를 개발하여 새로운 질병 치료의 길을 열 수 있을 것으로 예상되어 관련 내용을 상세히 조사해보기로 한다. 캠브리지 메사추세츠에 위치한 합성생물학 스타트업인 Synlogic社에 의해 고안된 실험약들은 희귀대사성질환을 치료할 목적으로 고안된 박테리아를 포함하고 있는 것으로 나타났는데, 해당 약제가 환자의 위벽에 도착하였을 때를 인지해 다량의 암모니아를 빨아들이는 역할을 하게 된다고 한다. [참고: http://www.synlogictx.com/ ] 상기 치료법은 2017년에 최초 임상실험이 예정되어 있으며, 합성생물학의 창시자로 불리고 있는 최초 사례가 되거나 또는 유전공학 프로그램이라 불리우는 장내 새균을 통해 인체 내부의 무언가와 작용하여 영향력을 발휘하여 마치 약품을 인체 내부로 전달하는 역할을 수행하여 진단검사에서 유용한 화학적 반응을 일으키게 만드는 방식을 띄게 되는 것으로 알려지고 있다. 유전자 변형 박테리아를 삼키는 아이디어는 전형적인 치료방식으로는 보이지 않지만, 사람의 인체가 고통을 겪고 있어 제대로된 능력을 발휘하지 못하거나 약제 또는 주입과 같은 대용품으로 실험대상의 생리적 기능과 접목시킬 수 있는 새로운 방식으로 고려될 수 있다고 평가받고 있는 상황이다. 이 스마트 박테리아는 지난 2000년 경 MIT 교수이자 Synlogic社의 공동창업자인 James Collins 교수에 의해 알려지기 시작한 합성생물학 형태의 최초 의료목적의 사용이 될 수 있을 것으로 예상되고 있다. 2000년 이래로 Collins 교수는 대장균에서 전자장치로부터 신호를 받아 토글스위치를 구성하여 회로를 구성하였으며, 이 회로는 각자의 상태에서 정보를 저장하는 회로인 플립플롭이 가능한 2개의 유전자를 포함하게 구성되어있다고 한다. 이러한 원리를 활용해 머지않아 프린스턴대학의 연구진들은 형광등을 켰다 껐다 할 수 있는 형광 박테리아를 만들게 되었다고 발표한 바 있다 하겠다. 위와 같은 아이디어를 활용해 모든 종류의 새롭고 유용한 기능을 수행할 수 있는 세포를 프로그래밍할 수 있는 방식이 가능하게 되는 계기가 되었다 할 수 있겠다. 하지만 이번 Synlogic社의 유전자 변형 박테리아가 포함된 알약이 위와 같은 아이디어를 실질적으로 의료용 어플리케이션에 적합하게 활용한 최초의 사례들 중 하나라 볼 수 있겠다. 장내 세균으로 불리우는 유해한 대장균 다수종을 제거하거나 추가할 수 있도록 유전자변형 박테리아는 만들어졌으며, 사람이 단백질을 섭취함으로서 발생하는 질소로 형성된 암모니아로 인해 식욕을 잃지 않도록 도움을 주게 된다고 한다. 일반적으로 추가로 생성된 질소는 요소로 바뀌고 사람은 이것을 소변으로 흘려보내지만, 종종 신생아를 치명적인 상태로 이끌 수 있을 만큼의 충분한 독성을 지닌 수준의 암모니아로 변질될 수 있으며 어린이와 성인에게도 정신분열과 화를 불러일으킬 수 있다고도 알려져있는 상황이다. 하지만 Synlogics社의 대장균은 암모니아를 흡수해 인체에 무해한 아미노산 형태인 아르기닌으로 전환시킬 수 있는 것으로 나타났다. 박테리아를 활용한 치료는 의약업계에서는 새로운 사실은 아닐 것이다. 일례로 결핵에 대한 백신은 약화된 세균으로 만들어져있는 점을 감안해보면 말이다. 또한 미국 유산균 관련 시장은 건강시장 분야에 있어 장에 건강한 박테리아가 포함된 알약과 요구르트의 시장규모는 약 35억 달러에 육박할 정도라고 한다. 인류의 생명연장을 위한 신약개발과 이를 가능하도록 만들기 위한 합성생물학 분야의 부단한 노력이 점차 가시화되고 있는 가운데, 합성신약 개발과 관련한 부작용이 최소화되는 시기가 빠르게 도래하는 만큼 인류 생명연장의 꿈도 보다 빠르게 구현될 수 있을 것으로 예상되고 있는 상황이다. |
