한국화학연구원은 이주영 박사팀과 오승수 포항공과대 교수팀이 공동으로 인공세포 속에 있는 고부가가치 바이오 원료만을 세포 밖으로 이동·분비하는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

 

연구팀은 세포 속에서 특정 바이오 원료에 결합할 수 있는 단백질을 발굴하고, 바이오 원료와 단백질을 같이 세포 밖으로 분비하는 신호 태그 시스템을 인공적으로 설계했다.

 

이 기술을 활용하면 마치 공항의 특정 수화물에 수송 태그가 붙어 원하는 경로로 이동되는 것처럼 세포 속 바이오 원료가 한 번에 원하는 경로로 자동으로 수송돼 세포 밖으로 나온다.

다양한 인공세포 속에서 여러 바이오 원료를 추출하는 미생물 세포 공장에 활용될 수 있는 플랫폼 기술이다.

 

의약품 바이오 원료를 저렴한 비용과 높은 효율로 대체 생산할 수 있고, 기존에 동식물에서 얻는 건강기능제품 원료를 대체할 수 있다.

 

세포 속 바이오 원료를 세포 밖뿐만 아니라 세포 속 핵·미토콘드리아 등 다양한 위치로도 정확하게 이동시킬 수 있어, 향후 세포의 기능·역할을 변화시키는 합성생물학의 기반 기술로도 활용될 수 있다.

 

세포 구성 요소들을 블록처럼 자르고 붙여 인공적으로 생명체를 설계·합성하는 학문인 합성생물학과 로봇·인공지능(AI) 기술을 융합한 바이오파운드리를 이용한 대표적인 성공 사례가 바로 ‘모더나 백신’이다.

 

이주영 박사는 “기존에는 인공세포를 파괴하거나 분해해 추출해야 했던 복잡한 과정을 단순화·자동화시켜 바이오 원료를 얻기 위한 시간과 비용을 획기적으로 줄였다”며 “전 세계적으로 주목받는 바이오파운드리 구축·발전에 기여할 수 있는 혁신적인 합성생물학 기술”이라고 말했다.

 

이번 연구 결과는 국제학술지인 네이쳐 커뮤니케이션즈 5월호에 게재됐다.