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인공세포의 설계와 구축

전문가 제언: 1. 서론

천연의 생물은 반드시 인간의 희망에 맞게 만들어지는 것은 아니고, 또한 품질개량에 장기간이 소요됨은 물론 희망하는 특성의 발현을 운에 맡겨야 하는 바, 천연생물을 사용하는 한 그 사용의 용이성에는 한계가 있다. 이 문제를 해결하기 위한 하나의 방법은 천연의 생물과 동일한 기능을 가지면서 쉽게 제어 가능하게 설계된 인공세포를 만드는 것으로, 궁극적으로는 식량, 바이오에너지, 효소, 인공장기 등을 인공세포를 통해 생산하는 것이 가능해 질 것이다. 최근 국내외의 많은 연구자들에 의해 인공세포의 모델이 제안되고 있지만, 아직은 개념적인 모델로 실제적인 구축은 이루어져 있지 않다. 본 동향분석 보고서에서는 인공세포의 구축에 있어 현재 지식의 한계 및 향후 과제에 대해 기술하기로 한다.

2. 인공세포의 설계 현황

천연세포는 게놈복제, 단백질번역, 합성 및 분해반응, 그리고 세포용기의 4가지의 기능을 가지고 있는 바, 인공세포에도 이러한 4가지 기능을 구성해야 할 필요가 있다. 인공세포의 용기로서 필요한 기능은 내부의 게놈 및 단백질을 확산시키지 않고 더 나아가 내부의 생화학반응이 방해받지 않도록 하는 것으로, 지질분자가 막상으로 배향한 지질이중막 소포가 막 단백질이 없는 것을 제외하고는 천연의 세포와 동일하므로 천연의 막 기능을 재현하는 데에 적합하다. 효소반응 액을 봉입한 리보솜은 동결건조 혹은 계면통과 법에 의해 간단히 조제할 수 있다. 더 나아가 채널단백질을 발현시킨 막에 적용하는 것에 의해 외계와의 저분자의 교환 및 환경에 의한 내부반응의 변환기구도 재구성되어져 있다.

저자: B. Ichihashi, T. Yomo
자료유형: 연구단신