신관우 교수는 “이 연구성과는 살아있는 생명체에 가장 근접한  혁신적인 연구성과이며, 스스로 외부 환경에 적응하고 성장하는 생명체를 인간이 만들어낼 수 있다는 가능성을 보여준 것”이라고 연구의 의의를 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구지원사업(개인연구)의 지원을 받아 수행되었다.

□ 논문명, 저자정보

□ 논문의 주요 내용

★ 연구 이야기 ★

□ 연구를 시작한 계기나 배경은?

2009년 영국 BBC에서 “인간이 만드는 세포”라는 주제의 기사가 발표된 후, 국내의 인공세포 관련 전문가들과 해외공동연구자를 규합하여 지난 8년간 연구에 매진하였습니다. 인공세포를 구성하기 위한 각각의 기술들을 면밀하게 검토하였을 때, 10년 이내 성공할 수 있다는 가능성과 자신감이 이 연구의 시작 배경이라고 할 수 있습니다.

□ 연구 전개 과정에 대한 소개

연구의 과정을 주도한 신관우 교수는 화학을 연구배경으로 하고 있습니다. 인공세포에 핵심적인 광전환 단백질을 확보하기 위하여 성균관대 에너지과학과의 안태규 교수, 서강대학교의 생명과학과 정광환 교수가 연구팀에 참여했고, 에너지전환에 의한 세포의 움직임을 구현하기 위하여 미국 Harvard 대학 바이오엔지니어링학과의 Kevin Parker 교수, Wyss Institute의 Mahadevan 교수 연구팀이 참여했습니다. 국내외 최고의 연구팀이 서로 연구의 성과를 공유하며 좋은 연구 결과가 나오도록 노력해왔습니다. 2015년 초기 연구성과가 나왔지만 완성도를 높이기 위해 노력한 결과, 2018년에야 비로소 연구결과를 발표할 수 있게 되었습니다.

□ 연구하면서 어려웠던 점이나 장애요소가 있었다면 무엇인지? 어떻게 극복(해결)하였는지?

하나의 연구 집단이 수행할 수 있는 연구의 범위는 그 전문성에 비추어 한계가 있기 마련입니다. 다양한 연구과제의 성과발표를 미루어 가면서 하나의 목표를 향해 5개 연구팀들을 조율하는 것이 가장 어려웠습니다. 화학적으로는 가능함을 확인했지만, 실제 세포가 빛에 의해서 반응하여 움직임을 보이는 영상을 촬영하는 데만 2년이 걸렸으며, 그 과정에서 연구결과를 분리하여 발표하자는 각 연구팀들의 의견을 조율하며, 연구의 완성도를 높이기 위해 꾸준한 토론과 성과의 공유를 통해 연구를 진행하였습니다.

□ 이번 성과, 무엇이 다른가?

이 연구는 세포를 구성하고 있는 핵심적인 생체물질을 식물, 박테리아, 동물에서 각각 추출하여 세포와 동일한 형태로 재구성해서 스스로 작동하는 인공세포 구조체를 제작하였다는 점이 가장 큰 성과라고 볼 수 있습니다.

□ 꼭 이루고 싶은 목표와 향후 연구계획은?

과제의 책임자는 2012년 중학생을 대상으로 “사람이 만드는 세포의 꿈”이라는 대중강연을 하면서, 5년 내에 이를 실증할 수 있는 성과를 약속한 바 있습니다. 이 연구는 인간이 만든 최초의 살아있는 세포와 가장 근접한 구조체입니다. 아직 생식기능이나 항상성 등에서 한계는 있지만 이번에 소개된 성과에 하나씩 결합시켜 나가면서, 인간이 반드시 정복해야 할 인공생명체를 구현하기 위해 국내에 “인공세포연구센터”를 확보하여 발전시켜 나갈 계획입니다.