바이오인

[Future Horizon + : 2019. 제6호]

 합성생물학은 판도라의 상자를 열었는가

합성생물학의 의의 합성생물학이란 자연에 존재하지 않는 인공생명체를 제작 및 합성하거나 기존 생명체를 모방하는 학문을 말한다. 4차 산업혁명의 핵심 기술 중 바이오 분야에서는 항상 합성생물학이 거론되고 있지만 우리가 합성생물학을 제대로 이해하고 있는지는 의문이다. 합성생물학의 정의 중 ‘인공생명체의 제작’이라는 용어로 인해 우리는 합성생물학을 영화의 주요 소재인 정체불명의 괴생명체 등과 연관시키면서 합성생물학을 객관적으로 이해하고 있지 못한 것 같다. 

전 세계적으로 2000년대 초반에 합성생물학을 혁신기술로 주목하면서 미국과 유럽의 공공 부문에서 선제적으로 투자하여 분야의 발전을 도모하였다. 인류가 합성생물학을 중요하게 생각하는 이유는 2가지이다. 첫 번째는 합성생물학을 통해 생명에 대한 근본적인 이해를 할 수 있다. 아직까지도 미지의 영역으로 남아있는 생명체의 탄생과 유지의 비밀을 밝혀내고 그 과정을 이해해서 생명의 본질을 밝혀내고자 하는 것이다. 두 번째는 합성생물학은 의료, 환경, 에너지, 농업, 국가 안보 및 나노 기술 등 다수 분야에 적용할 수 있는 플랫폼 기술로 글로벌 난제인 환경오염, 식량부족, 의료, 에너지 문제 등을 해결할 수 있는 높은 가능성을 보유하고 있다. 

합성생물학은 다수의 기술을 포괄하기 때문에 핵심기술을 정리하는 것도 쉽지 않지만 주로 언급되는 기술은 DNA 합성기술, 유전공학, 모델링 기술, 유전 로직(genetic logic) 및 유도 진화(directed evolution) 등이 있다. 물론 이 5가지의 기술도 합성생물학의 일부분만 포함하고 있으며 각 기술의 수준이 동일하지 않다. 유전공학과 모델링 기술은 광범위한 기술의 수준이고 유도진화의 경우 상당히 세부적인 기술이다. 

이렇게 포괄적인 합성생물학이 기존의 생물학 혹은 분자생물학과의 차이점은 무엇일까? 합성생물학의 가장 큰 특징은 생명공학의 핵심 기술을 실험으로 구현하기 위해 공학적 방법을 이용하는 것이다. 합성생물학의 주요 공정은 공학의 설계(design), 제조(build), 시험(test), 학습(learn) 주기를 고속화하는 시스템으로, 실제로 제조해본 뒤 합성된 디자인을 시험하여 거기서 얻은 바를 바탕으로 새롭게 개선된 디자인을 다시 만들어 사이클을 반복한다. 이러한 공정 방법으로 인해 합성생물학의 기술개발 기간이 단축되고, 다양한 적용분야가 생성되고 있다(생명공학정책연구센터, 2018). 자료

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