유전 코드를 합성하고, DNA를 대폭적으로 고친 생물의 생성에 사상 처음으로 성공했다고한다.
그것은 흙이나 사람의 장 속에있는 일반 세균이지만, 보통의 것보다 적은 유전 적 규제에서 살아남았다는 것.
영국 MRC 분자 생물학 연구소가 2년에 걸쳐 만들어 낸 그것은 대장균의 DNA를 근본적으로 재 설계하고, 이를 바탕으로 합성 게놈에 의해 세포를 만들어낸 생물이다.
- DNA의 지시를 설명하는 코돈
그 인공 게놈은 ATGC로 된 400만 염기쌍으로 작성된 것이다. A4 사이즈의 종이에 인쇄했다고치면 970페이지가 되는 양으로, 지금까지 인간에 의해 만들어진 게놈으로는 압도적 인 정보량을 자랑한다.
프로젝트의 중심 인물 인 제이슨 친 씨는 "일단 이 정도의 게놈을 만들 수 있는지는 전혀 몰랐다"라고 할 정도의 크기라고.
세포 안에 빙글 빙글 감겨 들어가있는 DNA에는, 그것이 작동하기 위한 지침이 기술되어있다.
예를 들어, 세포가 성장을 위해 단백질을 필요로하는 경우, DNA를 참조하면, 거기에 적절한 단백질로 코딩되어 있다. 그 지시는 TCG와 TCA라고 한 경우에, 3개의 염기 서열로 기술되어 있으며, 이를 "코돈"이라고 말한다.
해파리에서부터 인간까지, 거의 모든 생물 64종의 코돈을 이용하고있다. 그리고 그 대부분도 같은 기능을 한다.
61코돈이 20종의 천연 아미노산을 만들고, 그들이 구슬처럼 끈 모양으로 늘어서있고, 단백질을 만들어 낸다.
또한 3개의 코돈에는 정지 신호로서의 역할이있다. 문장의 마침표처럼, 어느 시점에서 단백질이 완성되는지를 가리키는 것이다.
- 합성 DNA를 가진 "Syn61"
이번에 행해진 것은, 여분의 코돈을 제거하고 대장균의 게놈을 재 설계하는 것이다.
컴퓨터상에서 그 DNA를 읽으면서 TCG의 코돈(세린이라는 아미노산을 만드는)이 발견 될 때마다 같은 일을하는 AGC에 다시썼다. 그리고 두 개의 코돈에 대해서도 같은 작업을 수행했다.
이 방식으로 18000여개를 편집 한 후, 이 세 코돈을 게놈에서 제거. 이렇게 재 설계된 유전자 코드를 화학적으로 합성하여 그 하나 하나를 대장균의 게놈에 이식 해 갔다.
그 성과가, 완전 합성의 유전 코드에 의해 DNA를 극적으로 다시 쓸 새로운 세균 "Syn61"이다. 그것은 보통의 대장균보다 약간 길고 성장에 시간이 걸리지만, 그래도 제대로 산다고 한다.
- 디자이너 생명체의 이용 가치
친 씨에 따르면, 이러한 디자이너 생명체에는 이용가치가 있을지도 모른다는. 왜냐하면, DNA가 보통과는 다르기 때문에, 바이러스가 쉽게 침투할 수없는 즉 바이러스 내성이 있다고 생각되기 때문이다.
당뇨병 환자를 위한 인슐린을 만들거나 암, 동맥 경화, 심장병, 눈병에 효과있는 화합물을 만들거나, 실은 대장균은 이미 생체 제약 산업에서 이용되고 있다.
그러나, 이 과정은 바이러스의 오염이 있거나하면, 완전히 엉망이되어 버린다. 그래서 바이러스 내성을 갖게 한 대장균을 이용하여 이러한 피해를 막자는 것이다.
- 최초의 합성 게놈 생물 탄생 10년
세계 최초의 합성 게놈을 가진 생물이 만들어진 것은 2010년. 미국의 연구자가 만든 그 마이코 플라스마 마이코데스는, 게놈이 대장균보다 작은(염기쌍이 100만), 그렇게 극적으로 재 설계되어 있었던 것은 아니다.
그리고 거의 10년, 게놈 대체 기술은 새로운 차원에 도달했다.
그러나, 이번 기록도 그만큼 길게 가지는 않을 것이고, 조만간 다음 신기록이 태어날 것이다. 빵에 사용되는 효모를 비롯해, 이번 것 이상의 합성 게놈 생물의 개발 프로젝트가 이미 여러개 진행되고 있다.
이 연구는 "Nature"에 게재되었다.
