| 내용 |
합성생물학의 궁극적인 목표는 우리가 원하는 세포를 만들어내거나 특정한 산업적 의료적 목적을 달성할 목적으로 생명체를 조작 (engineering, manipulation)하는 것이다. 이러한 생명체 (세포)를 만드는데 있어서 가장 중요한 것은 유전체를 합성하는 것이다. 첨단의 고도 유전자 쓰기 기술이 이러한 인공적인 유전체 (genome)을 합성하는데 필요하다. 최근 효모의 유전체를 일부 합성한 것은 이러한 분야에서 중요한 이정표가 된다고 하겠다. 이 분야에서 앞서가는 중국의 유전체 분야 기업인 BGI는 최근에 잡지에 유전자 합성과 유전자 편집의 최근 기술에 대해서 다루는 논문을 발표하였다. 이 논문에서는 최근 연구의 성과와 합성 유전자 분야에서의 몇 가지 응용에 다루었다. 또한 현재의 도전적인 문제들과 미래의 전망을 내놓으면서 앞서가는 기업으로서 생명윤리의 문제도 다루었다. 최근 중국에서 CRISPR기술을 이용한 배아 조작과 이 배아를 착상시켜서 쌍둥이가 태어나게 된 시기와 맞추어서, 중국에서 유전체 합성과 편집 분야에서 이 분야를 어떻게 평가하고 있는지를 산업체와 학교의 교수들이 함께 참여했다는 특징을 갖고 있는 이 논문은 주목할 만하다. 이 리뷰 논문의 저작에 참여한 저자들은 대부분이 BGI에 소속된 과학자들로 BGI-Shenzhen, 중국 국가 유전자 은행, BGI-Qingdao, BGI-Shenzhen의 분자 진단 혁신 엔지니어링 실험실, 광동성 유전자 읽기 쓰기 중점 실험실, BGI Genomics, 대련 과학기술대학의 생명과학 및 생물공학원, 그리고 네델란드의 코펜하겐 대학의 유전학 및 분자 바이오의학 실험실 등 다양한 중국 본토 및 화교 과학자들이 참여하였다. 생물학자들은 오랜 동안 생물학적인 프로세스와 기제에 대해서 이해하려고 했다.어떻게 유전체가 전체 세포 대사 네트워크를 조절하는지 그리고 단세포에서 출발하여 다세포로 바뀌어 가는지를 연구했다. 이 과정에서 하나의 핵심적인 질문 가운데 하나는 어떻게 표현형으로 나타나는 성질이 유전자에 의해 조절되는가 하는 것이었다. 전통적인 생물학적 연구에서는 어떤 특정 유전체에서 유전자들이 어떻게 대사와 같은 세포 내의 과정을 조절하는지를 연구했다면 합성생물학에서는 인공 유전자를 합성하고 설계하는데 어떤 기능을 가진 세포를 처음부터 구축해나가는 것이라고 할 수 있다. 합성생물학에서는 이러한 질문들에 대해서 세포의 유전체를 합성하거나 변형하여 설계된생물학적 특성이 나타나는가를 살펴보는 것이다. 이를 통해 설계(design)-구축(build)-실험(test)-학습 (learn)의 반복적인 과정을 통해 데이터를 수집하고 순환하는 것이다. 이런 방법으로 어떤 유전자나 그리고 전체 유전자 네트워크에 대한 이해를 넓혀가는 것이라고 할 수 있다. 합성생물학의 궁극적인 목표는 설계된 기능을 가진 살아 있는 세포나 생명체를 만드는 것이다. 합성 생물학 분야는 두 가지 분야로 다시 나누어질 수 있다. 그것은 1) 합성 세포를 만드는 것과 2) 기존에 존재하는 대상 미생물의 대사 경로를 조작하거나 미리 설계된 기능을 갖도록유전자 circuit을 구축하는 것이다. 동시에 합성 생물학분야에서는 기존에 존재하는 생물학적 대사과정을 변경 혹은 조절할 수 있는 새로운 기술들을 개발하고 있다. 이렇게 조작된 세포들은 의약, 화학 제품, 생물연료, 식품 등을 생산할 수 있을 것이다. 현재 몇 가지 인공 유전체를 합성하는 프로젝트가 진행 중이다 (Design of a synthetic yeast genome-Science, 2017, Vol. 355(6329), pp. 1040-1044/ Deep functional analysis of synII, a 770-kilobase synthetic yeast chromosome- Science, 2017, Vol. 355(6329), eaaf4791). 특별히 두 번째 Science 논문은 BGI-Shenzhen의 과학자들과 국제 공동 연구팀이 수행한 것이다. 앞으로 BGI-Shenzhen은 유전자 서열을 밝히기 위해 노력했던 시절을 지나 합성생물학의 최전선에 서 있다고 하겠다. |
