김기문 IBS 복잡계 자기조립 연구단장.국내 연구진이 몸속 세포처럼 항상성을 유지할 수 있는 생체모사 시스템을 개발해, 인공세포 개발에 기여할 것이라고 기초과학연구원(IBS)이 13일 밝혔다.
세포가 에너지를 받아들여 소모하고 부산물을 배출함으로써 항상성을 유지하는 원리를 모방한 것이다. 그동안 초분자 화학 분야에서 세포의 항상성 유지 연구가 활발했지만 부산물을 내보내지 못하고 내부에 쌓이는 등 한계가 있었다.
IBS 복잡계 자기조립 연구단(단장 김기문 포항공대 화학과 교수)이 개발한 이 시스템은 속이 빈 호박 모양의 분자 ‘쿠커비투릴’을 이용해 세포가 부산물을 스스로 제거한다. 쿠커비투릴은 트립토판 유도체를 내부의 빈 공간으로 불러와 결합하는데 산성 조건에서는 일정한 모양의 결정을 스스로 조립하게 된다.
연구팀은 ‘쿠커비투릴-트립토판 유도체’ 결합물질에 산성물질인 ‘트리클로로아세트산’을 에너지원으로 공급했다. 75도의 열을 가한 결과, 기체인 이산화탄소는 공기 중으로 날아가고 남은 클로로포름도 끓는점이 75도보다 낮아 자연스럽게 휘발됐다. 쿠커비투릴-트립토판 유도체를 세포로, 트리클로로아세트산을 에너지원으로 보면 세포가 에너지원을 소모한 뒤 스스로 부산물을 제거하는 시스템을 구현한 것이다. 산성물질을 계속 공급하면 결정 모양으로 남아 있지만 공급이 끊기면 결정 구조를 유지하지 못하고 분해됐다. 세포에 에너지 공급이 끊기면 세포막이 터지고 구성성분들이 흩어지는 모습과 비슷하다고 연구팀은 설명했다.
김 단장은 “연료를 공급하는 동안에만 제 기능을 발휘하는 기능성 재료를 개발해 인공세포 구현 등에 기여할 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 ‘앙게반테 케미’ 온라인판에 실렸다. /고광본선임기자 kbgo@sedaily.com
