초록 ▼

○ 1978년에 Szybalski와 Skalka는 합성된 DNA 분자를 기존의 유전자 배열 속에 끼워 넣어 새로운 기능성을 발휘하도록 하는 ‘합성생물학(synthetic biology)' 시대를 예고하였다. 오늘날 새로운 유전자 조절 시스템을 만들어 세포작용을 더 폭넓게 조절하는 합성생물학은 생명공학 분야의 새로운 학문으로 자리를 잡고 있다.

○ 합성생물학자들을 두 부류로 구분할 수 있는데, 첫째는 ‘생체모방 화학자’로서 생명현상에 관여되는 천연적인 분자와 닮은 기능을 하는 비 천연분자, 예를 들면 인조항체나

○ 1978년에 Szybalski와 Skalka는 합성된 DNA 분자를 기존의 유전자 배열 속에 끼워 넣어 새로운 기능성을 발휘하도록 하는 ‘합성생물학(synthetic biology)' 시대를 예고하였다. 오늘날 새로운 유전자 조절 시스템을 만들어 세포작용을 더 폭넓게 조절하는 합성생물학은 생명공학 분야의 새로운 학문으로 자리를 잡고 있다.

○ 합성생물학자들을 두 부류로 구분할 수 있는데, 첫째는 ‘생체모방 화학자’로서 생명현상에 관여되는 천연적인 분자와 닮은 기능을 하는 비 천연분자, 예를 들면 인조항체나 인조효소를 만들어낸다. 두 번째는 유전자 발현 방식을 새롭게 개조하여 세포활동 프로그램을 ‘다시 짜는’ 사람들이다.

○ 본고의 내용은 후자의 사람들에 가깝다. 유전자 네트워크 공학자들은 네트워크를 단순화된 수학적 모델로 디자인 하고, 분자생물학적인 도구를 활용해서 만들며, 적당한 생명체를 숙주로 하여 실행시키며 수학적이며 비추상적인, 실험적으로 증명 가능한 틀을 기본으로 한다. 이런 기본 틀의 의미는 복잡한 유전자 조절 시스템을 단순화시켜 재조합 DNA 기반 생명공학기술과 대사물질공학의 가치를 향상시키려는 데 있다.

○ 유전자 조절 네트워크보다 상위 개념인 세포는 여러 신호들에 따라 각각 다른 예정된 방식의 생리적인 반응을 나타낸다. 세포의 이러한 특성을 바탕으로 개발된 소위 ‘단세포 바이오센서'(SCBs) 세포들은 특정 물질을 감지할 때 어떤 인식될 수 있는 반응을 나타내도록 만들어진다.

○ 단세포 바이오센서에 쓰이는 감지 장치는 주로 ‘이중단백질(two -components)' 신호변환 방식인데, 세포막을 관통하는 단백질로서 표면에는 신호물질 결합부위가 있고 안쪽으로는 cytosolic kinase가 서로 연결되어 있는 구조이다. 주목할 것은 감지 장치는 천연감지단백질을 이용할 수도 있지만 특정 물질에 반응하여 독특한 신호를 내도록 고안된 합성감지단백질도 가능하다는 점이다. 또 꼭 결합신호를 내부로 전달할 필요는 없으며 세포막에서 어떤 신호를 내게 할 수도 있다.