최근 AI가, 지금까지 없었던 우수한 AI를 창출했다는 소리가 들려오기도 했지만, 바이오 관련에서도 눈부신 기술 혁신이 계속적으로 이루어지고 있는 것 같다.
DNA의 구성 요소를 확장하고, 안정된 반 합성 생물이 만들어졌다. 그것은 완전히 새로운 생체 화합물을 생산할 수 있다고 한다.
- 신형 반 합성 생물을 개발, 대장균에 포함시킨 것으로 증명
기본적으로 지구상에 있는 모든 생물을 구성하는 DNA는, 4종의 기본 뉴클레오티드로 되어있다. 그러나 미국의 연구자가 개발 한 반 합성 생물은 6종으로 구성되어 있다.
반 합성 생물(semi-synthetic organism)을 개발 한 것은 미국 캘리포니아 스크립스 연구소의 팀. 이것은 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)의 4종의 핵산 염기로 만들어졌지만, 2종의 비 천연 형 뉴클레오티드 X와 Y가 부여되어 있다. 이들이 그 세균의 DNA의 나선 구조를 형성한다.
이 팀은 2014년에 합성 DNA 염기쌍을 개발하고, 대장균에 포함시켜 증명했다. 이를 통해 새로운 염기로 되는 확장 유전 코드를 가진 최초의 반합성 생물을 창조. 여기에는 새로운 생체 과정을 행할 힘이 있다고 되어있다.
그러나 문제도 있다. 그것은 안정성이다. 반 합성 생물은 비 천연형 뉴클레오티드를 보유 할 수 있었지만, 세포 분열을 거친 경우 그것을 영구적으로 유지하지는 못했다.
선임 연구원 플로이드 롬스벡 박사에 따르면, 게놈은 1일 만 안정되어 있으면 되는것이 아니라 평생에 걸쳐 안정되어 있어야 한다고 말하고 있다. 반 합성 생물이 진짜 생물이기 때문에, 그 정보를 안정적으로 유지할 필요가 있는 것.
- 분자의 안정성이 개선되어 합성하기 쉬워진다
X와 Y의 염기쌍을 유지할 수 있게 된것은, 새로운 뉴클레오티드 수송체인 최적화 Y분자와 CRISPR-Cas9를 이용한 개량형 엔지니어 시스템 덕분이다. 이렇게 올해 1월에 6문자의 유전자 코드를 안정적으로 유지 된 생물이 발표되었다.
이번에 새롭게 발표 된 연구에서는, 분자의 안정성이 개선된 것으로 보고되고 있다. 반 합성 박테리아는 자연의 ATGC 뉴클레오티드와 같은 효율로 X와 Y 뉴클레오티드를 복사, 번역하는 것이 가능.
새로운 복사 과정을 통해 반 합성 생물은 비 표준형 아미노산(acAA)을 포함한 단백질을 합성할 수있다. 또한 이 정보를 저장하고 검색의 단계에서 천연 형 염기쌍의 중심에 있는 수소 결합이 적어도 부분적으로는 보완 팩과 소수성 힘에 의해 대체 가능성을 분명히하고 있다.
- 부산물로 태어난 새로운 단백질
그 부산물이 지금까지 자연계에서 아무도 본 적이없는 새로운 세대의 반 합성으로 생성 된 단백질이다. 안정적이고 무한에 포함 된 비 천연형 염기쌍(UBP)의 산물이다.
"확인 된 것은 단 2개의 천연형 코돈의 해독뿐이지만, UBP가 그들에 국한되어 있을 가능성은 낮아보인다. 그래서 보고 한 반 합성 생물은 자연의 생물에는 없는 다양한 형태나 기능을 사용할 수있는 신형 반 합성 생물로는 첫 번째에 불과하다는 것입니다"
이 결과로 어떤 결과가 나올지는 확실하지 않지만, 지구상의 생물의 복잡성을 한 단계 더 늘린 것만은 틀림없다.