유전자 변형 생물(GMO)이라는 기술은, 다양한 상황에 대한 저항력을 지닌 작물과 성장이 빠른 물고기를 만들어 낼 수 있는 등 사용 방법에 따라서는 유용한 기술이다. 그러나 동시에 위협이 되기도 한다.
만일 빠르게 번식하면서도 강한 박테리아가 실험실에서 잘못되어 빠져 나와 버리면, 그것을 막을 수단은 있는걸까?
이에 대한 해결책은 "자기 파괴 DNA"이다.
- 킬 스위치를 발동시켜 누설 한 생물의 세포와 유전 정보를 파괴
"Nature Communications"에 게재 된 논문에 따르면, 그것은 대상이되는 생물이 지정 영역에서 벗어났을 경우 최첨단 유전자 편집 도구로 DNA를 제거하여 세포와 유전 정보를 파괴한다.
이러한 소위 "킬 스위치"를 발동 시키면, 실험 동물과 독점 소유하는 생물이 자연 환경에 침입하기 전에 그것을 근절하는 것이 가능하게 된다.
- 아미노산을 이용한 합성 생물의 파괴
GMO의 이용이 점점 확산되고 있는 오늘날, 그 봉쇄 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 하버드 대학의 연구 그룹이 발표 한 시스템은 아미노산을 그 목적으로 응용하는 것이다.
이 시스템에서는, 특정 아미노산을 이용할 수 없는 합성 생물은 세포를 죽게한다. 그리고 그 아미노산을 대상을 봉쇄하려는 영역에만 배치한다. 이렇게 해두면, 만일 대상이 누설되어 버렸다고해도 아미노산을 사용할 수 없기 때문에 죽을 것이다.
이 시스템은 또한 DNA 자체도 대상으로 한다. 세포가 죽을 뿐만 아니라 대상의 설계도 인 유전자 정보까지 흔적도 없이 파괴하는 것이다.
- 수정 된 부분만 삭제하는 방법도
이것은 GMO 유전자를 기밀 사항으로 한 기업에 유용 할 것이다. 이 시스템을 이용하면 DNA의 특정 부분을 대상으로 할 수 있기 때문에 수정 된 부분만 삭제하는 등의 방법도 있다.
이러한 정밀도는 CRISPR이라는 유전자 편집 도구에 의해 실현되었다. 최근 생명 공학 중에서 가장 성과를 올리고 있는 신기술 중 하나인 CRISPR은, 자연 발생하는 분자의 집합이며, DNA의 일부를 절단하여 대체 할 수있다.
킬 스위치 시스템은 CRISPR의 DNA 삭제 기능에 착안 한 것이다. 대장균에서의 실험에서는 아라비노오스라고 하는 설탕 분자에 닿으면, CRISPR이 발동하여 대장균이 가진 DNA의 특정 부분이 제거되도록 했다.
이 결과, 아라비노오스가 더해진 2시간 후 킬 스위치가 발동하고, 15분 이내에 99%의 세포가 죽었다.
- 아직 연구가 더 필요한 킬 스위치
현재는 컨셉 증명에 지나지 않는다. 아라비노오스가 채용 된 것은 실험실에서 좋은 결과를 얻을 수 있었기 때문이다라고 하지만, 실제 현장에서 사용되는 킬 스위치는 더 복잡한 일이 될 것이고, 신뢰성있는 결과를 얻는 것이 어려워질 것이다.
잠재적으로 빛을 채용하는 방법도 있는 것 같다. 이것이라면, 폐쇄된 탱크와 같은 장소에서는 GMO으로보다 적극적으로 캡쳐 할 수있게 된다. 어쨌든 안정된 결과를 얻기 위해서는 앞으로 더 연구를 진행해야 할 것이다.