Synthetic Biology - 합성 생물학이란??!
BioTechnology 2008/06/17 09:52
최근 모든 분야의 트랜드는 퓨전(Fusion)이다.
PMP와 MP3 가 결합하고, 휴대폰으로는 인터넷을 한다. 이는 생물학 분야에서도 다르지 않아서, 화학생물공학, 나노바이오텍, 생물정보학, 시스템생물학 등 새로운 학문들이 생성되기 시작하였다.
이 중 소개하고자 하는 학문은 바로 합성 생물학(Synthetic biology) 이다.
IT의 경우 컴퓨터가 발명된 이후 30여년간 초고속의 발전을 거듭하게 되었다. 하지만 왜 생물학의 경우 DNA 의 구조가 밝혀진지 50여년이 지난 지금에 와서도 IT 분야와 같이 초고속의 발전을 하지 못하는 것일까?
이는 학문간의 접근 차이가 이유일 것이다. IT 의 경우 어떠한 정보를 가지고 논리적, 계산적, 컴퓨터 프로그래밍으로 '답'을 내어 왔다. 이러한 '답' 은 정확한 수학적, 논리적 계산을 바탕으로 사용자의 예측에서 한치의 오차도 없는 모습을 보여준다.
이러한 모습은 IT 의 경우 인간이 이해하고 있는 부분 내에서 각각의 연구자들이 공통되고 약속된 언어를 가지고 예측 범위내의 결과를 도출해내기 때문일 것이다.
하지만 생물학의 경우는 이와는 크게 다르다. 먼저 생물체라는 존재 자체가 인간이 완벽히 이해할 수 없을 뿐만 아니라, 아직도 밝혀지지 않은 것들이 너무 많이 있기 때문에 생물학의 촛점은 IT의 논리적 계산, 개발 등과는 다르게 'Finding' 즉, 진리에 대한 접근으로 이루어져 있다.
이러한 접근 방식의 차이 때문에 IT 와는 다르게 BT 분야의 경우 그 발전이 더디게 진행되는 것일 것이다.
하지만 생물학 분야 역시 감춰줘 있던 많은 부분들이 밝혀지기 시작했고 많은 생물학적 정보가 쌓이기 시작하였다. 이러한 생물학적 정보를 바탕으로 하여 합성생물학분야가 탄생되게 되었다.
합성생물학이란 생물학적 이해를 바탕으로 하여 공학적 개념이 추가되어 특정 목적을 위해 새로운 생물학적 시스템을 제작하는 것이다. 합성생물학은 생물학, 분자생물학의 이론적 접근을 토대로 기계,전기,전자 및 컴퓨터 프로그래밍의 논리적 사고를 필요로 한다.
초기 합성 생물학은 MIT 에서 시작되었다. MIT 의 생물학과 및 컴퓨터 공학과 연구원들에 의해 기존의 대장균에는 존재하지 않는 광신호를 방출하는 대장균의 제작을 목표로 생물학적 부품들(Promoter, RBS, Terminator, Repoter gene)을 구성하기 시작하였다.
이 후, 이러한 생물학적 부품들은 원하는대로 조립하고 쌓아 올려서 새로운 생물학적 시스템을 만든다는 뜻으로 Bio-bricks 라고 불리우게 되었다.
간단히 말하면 다음과 같다.
위의 그림을 보면 톱니바퀴, 모터, 체인 등의 조각들을 모아서 새로운 기계를 만들고 있다.
합성생물학이란 이와 같이 생물학적 부품들 (RBS, Promoter, Terminator etc)을 공학적 개념으로 각 연구자들마다 공통된 이름으로 지정을 하고 부품의 역활과 성능을 점검하여 공통된 약속으로 지정하는 것이다.
이렇게 되면 IT 분야나 로봇 분야 등과 같이 생물학자들은 원하는 생물학적 시스템을 Designing 하고 설계도면을 그린 다음 원하는 대로 생물학적 부품을 조립하여 새로운 생명체를 만들수 있게 되는 것이다.
IGEM2006 Imperial college, London
생물학 분야에서도 위와 같이 원하는 정답을 수학적 계산으로 예측한 다음에 설계도면을 그리고 각 부품들을 조립하여 새로운 생물 시스템을 만들 수 있다.
IGEM2006 Imperial college, London
이러한 새로운 학문은 생물학 분야의 큰 혁신을 가져올 것이다. 논리적이고 계산적인 산술 방식으로 인해 정확히 원하는 결과를 도출할 수 있을 것이고 이는 IT 나 Robotics 분야와 같이 빠른 발전을 가져올 것으로 생각되어 진다.
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