합성생물학 (2)

● 응용분야

- 에너지, 석유대체 물질 및 고부가가치 대사산물을 대장균, 효모 등을 이용해 합성하는 데 적용될 수 있으며, 보다 장기적으로는 새로운 바이오 시스템 또는 인공생명체 설계 및 합성기술로 발전할 전망입니다.

- 지구온난화와 화석자원의 고갈로 기존 산업체계에서 석유가 담당하던 역할을 재생 가능한 자원인 바이오매스로 대체하는 바이오 에너지 및 바이오 정제에 대한 관심이 높아지면서 합성생물학에 대한 관심도 더욱 높아지고 있으며 온난화 문제를 합성생물학이 완화시킬 수 있는지를 미국의 에너지국과 환경청은 모색 중입니다.

- 에너지 개발을 위한 슈퍼 효소, 미생물을 이용한 초고감도 센서, 세포기능을 지시하는 유전자 논리회로 등 다양한 연구 분야에서 급속한 진전이 기대되고 있습니다.

 

1) 생물 정제- 생물 정제는 여러 물질들이 섞여있는 것으로부터 순수한 물질을 추출하거나 다양한 요도로 물질을 만들어 내는 정유사의 석유정제와 유사한 방법으로 바이오매스를 처리하는 개념입니다.- 생물 정제에서는 하나의 바이오매스 공급 원료로부터 고부가가치 화학 물질을 순수하게 분지 정제해서 활용할 수 있을 뿐 아니라 가치는 조금 낮지만 많은 양을 얻어낼 수 있는 연료를 얻을 수도 있고, 전기에너지를 얻어서 판매하거나, 자체 내의 전력으로써 사용하는 등 다양한 공정으로 활용 가능성이 열려있습니다.- 정유사는 대략 1000가지 이상의 화합물들이 혼재되어 있는 석유에서 여러 가지 중요한 석유 화학 제품을 만들기 위한 순수한 원료들을 추출하고 이런 과정에서 휘발유, 등유, 디젤 등의 연료가 생산됩니다.

 

2) 합성 백신

- 백신에는 생백신, 항원만을 분리 정제하여 만든 재조합 서브유닛 백신, 바이러스나 바이러스와 유사한 물질을 사용하는 바이러스 운반체를 사용하는 바이러스 백신, DNA백신이 있습니다.

- DNA가 세포 안으로 들어가 핵 안으로 들어가게 되면 mRNA가 만들어지고 이에 해당되는 단백질이 만들어지는데 단백질은 세포 내에서 파괴되어 일부는 바깥으로 분비되고 분비된 것은 B세포를 활성화시켜 항체를 파괴하게 만들고 일부 부서진 조각들은 CLT과 같은 세포를 자극시켜서 세포 내 면역을 유도합니다.

 

3) 생물 치료제

- 생물 치료약물은 살아있는 치료제를 말하며 바이러스와 세균으로 나뉩니다.

- 캘리포니아 대학 Jay Keasling 연구팀은 초기 합성생물학 기술을 이용하여 대장균, 효모 등 서로 다른 유기체의 10개 유전자의 조합을 통하여 말라리아 치료제인 아테 미시닌 전구체의 대량생산을 실현합니다.

 

4) 생물학적 컴퓨터

- 생물학적 컴퓨터는 컴퓨터와 같은 작업을 수행할 수 있는 인공적으로 설계된 생물학적 체계를 의미하며, 합성생물학의 지배적인 패러다임입니다.

- 2016년에 또 다른 연구자 집단이 컴퓨터 공학의 이론이 박테리아 세포의 디지털 회로 설계 자동화에 활용될 수 있다는 것을 입증했습니다.