살아있는 미생물 이용해 바이오·의약소재 저장한다

한국화학연구원 연구팀이 미생물 세포를 이용해 의약품 소재를 생산하고 저장할 수 있는 인공세포 소기관을 개발했다. 한국화학연구원 제공

한국화학연구원은 미생물 세포를 이용해 의약품 소재를 생산하고 저장할 수 있는 '비스포크(BESPOKE) 인공세포 소기관'을 개발했다고 16일 밝혔다. 살아있는 미생물을 이용한 기술로 의약품, 헬스케어 소재 등 바이오·의약 분야에 널리 활용될 것으로 보인다.

화학연과 포스텍 등 공동연구팀은 지용성 분자를 선택적으로 저장할 수 있는 지질방울 소기관을 개발하는 데 성공해 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 6월 24일자에 발표했다. 지질방울 소기관은 세포 안에서 과잉 생산되는 지방을 축적·저장하는 기관이다.

지용성 분자의 구조적 특성에 따라 지질방울 소기관 내 침투 여부가 달라진다. 연구팀은 지용성 분자와 세포 내 지질방울 소기관의 물리화학적 상호작용과 세포 내 움직임을 컴퓨터 기반 분자 시뮬레이션으로 계산해 지용성 분자의 구조적 특성에 따른 저장 메커니즘을 밝혔다. 그 결과 '스쿠알렌' '지아잔틴' 등 바이오 의약품 소재를 저장하기에 최적화된 지질방울 소기관을 합성하는 데 성공했다.

연구팀은 지질방울 소기관의 저장 능력을 기존의 인공세포보다 30배 이상 향상시켜 세포가 안전하게 살 수 있는 환경을 제공하도록 했다. 지용성 분자는 정상 세포 내 과잉축적되면 세포막을 녹이는 독성을 유발해 세포 생성과 성장을 방해한다. 반대로 과잉 생산되는 지용성 분자를 지질방울 안에 저장해 세포 독성을 줄이면 세포의 생존력을 높일 수 있다.

이주영 화학연 바이오화학연구센터 책임연구원은 "바이오 대전환 시대를 맞아 살아있는 세포를 산업적 요구에 맞게 맞춤형으로 디자인하고 인공적으로 개발할 수 있는 합성생물학 기술을 확보했다"며 "한국이 글로벌 기술패권 시대에 과학기술 주권 국가 역할을 할 수 있기를 기대한다"고 말했다.

[이영애 기자 yalee@donga.com]