실제 고기처럼 근육 구성된 배양육 키웠다

독일 연구팀은 스스로 근육의 구성요소를 만드는 배양육을 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 게티이미지뱅크 제공.

세포를 배양해 만든 고기 '배양육'은 동물을 도축하지 않고도 고기를 얻을 수 있는 윤리적인 대안으로 꼽힌다. 현재까지 개발된 배양육은 스테이크라기보다는 간 고기처럼 근육 조직의 세부 구성 요소가 구현되진 않은 형태라는 한계도 있다. 

미키 에비스야 독일 드레스덴공대 훔볼트 교수 연구팀은 근육세포, 신경세포, 혈관세포를 포함하는 조직이 스스로 형성되도록 배양육을 키우는 방법을 개발해 2일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 발표했다. 

소 배양육을 만들 때는 일반적으로 다 자란 소에서 채취한 성체줄기세포를 이용한다. 줄기세포는 분화 과정을 거쳐 신경, 근육, 뼈 세포 등 특정 세포로 변해 고유의 기능을 가진다. 성체줄기세포는 이미 분화가 상당히 진행된 상태라, 만들 수 있는 조직의 종류가 한정돼 있다는 단점이 있다. 

이번 연구에서는 오랫동안 증식하며 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 배아줄기세포를 사용해 소 배양육을 만들었다. 연구팀은 배아줄기세포의 분화를 조절해 골격근세포, 신경세포, 그리고 혈관내피세포까지 근육 조직의 핵심 구성요소 세 가지를 동시에 만들어냈다. 

연구팀이 제작한 배양육은 배양을 시작한 지 15일 만에 지름 0.6mm의 3차원 조직을 이뤘다. 실제 생명체에서 세포가 모여 조직을 이루는 것과 비슷한 모양이다. 

배양된 조직은 매우 작지만 상당히 복잡한 세포 구성을 보였다. 각각의 세포 조직에는 근섬유와 함께 혈관 내피세포 네트워크와 척수 신경세포도 형성됐다. 신경세포들은 근육과 상호작용했다. 

혈관 내피세포 네트워크가 형성됐다는 것은 이 조직이 산소와 영양소를 전달받으며 크기를 키우고 건강한 상태를 유지할 가능성을 내포한다. 

에비스야 교수는 "우리가 만든 조직은 아직 매우 작다"면서 "스테이크와 비슷한 결과물을 만들려면 더욱 성숙한 혈관망을 가진 훨씬 큰 조직이 필요하다"고 했다. 

한편 배아줄기세포 배양육을 둘러싼 윤리적 문제가 남아 있다. 배양 과정에서 소 태아에서 얻은 혈청(FBS)이 필요하다. 현재로선 FBS를 얻기 위해서 임신한 소를 도축한 뒤, 태아의 심장에서 직접 혈액을 채취해야 한다는 한계가 있다. 

FBS는 가격도 매우 비싸, 배양육 생산 원가의 절반 이상을 차지할 정도다. 이에 FBS를 대체할 배양액 개발도 활발히 연구되고 있다. 이번 연구가 상용화 단계로 나아가기까지는 아직 많은 단계가 남아 있다. 

연구팀은 이번 연구가 식품 생산을 넘어 근육 조직이 어떻게 발달하는지 이해하는 데 유용한 연구 모델을 제공한다고 짚었다. 이번 연구결과를 활용하면 기존의 단순한 세포 배양법으로는 연구하기 어려웠던 근육 발달과 조직 구성 과정을 살펴볼 수 있다. 
 

[김소연 기자 lecia@donga.com]