합성 생물학(Synthetic Biology)은 자연계에 존재하지 않는 생명체를 만들어내거나 이미 존재하는 생명체를 변형하는 등 생명과학을 인간에게 유용한 목적으로 사용하기 위해 발전된 학문을 말한다. 최근 그 무한한 활용 가능성으로 인해 전 세계 바이오 분야 핵심 기술로 인정받고 있다.

GM 세균이 대표적이다. 과학자들은 장내 세균인 대장균 유전자를 변형해 디젤과 유사한 탄화수소 혼합물을 만들어내는 데 성공했다. 이 밖에도 우리는 합성 생물학을 활용해 DNA를 설계하거나 합성할 수 있고 크리스퍼 유전자 가위라 불리는 유전자 편집 기술을 활용해 불치병을 치료할 수도 있다.

◇ 합성 생물학, 왜 중요한가?

정일영 과학기술정책연구원 부연구위원은 합성 생물학 연구의 중요성을 2가지로 압축해 설명했다.

첫째, 우리는 합성 생물학을 통해 생명을 근본적으로 이해할 수 있다. 아직 생명체의 탄생과 유지는 미지의 영역으로 남아있다. 합성 생물학 기술을 적용하면 생명체의 메커니즘을 이해해 생명의 본질을 밝혀내는 것이 가능해진다.

둘째, 합성 생물학은 의료, 환경, 에너지, 농업, 국가 안보·나노 기술 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 플랫폼 기술이다. 따라서, 글로벌 난제로 꼽히는 환경오염, 식량부족, 의료, 에너지 문제 등을 해결할 수 있는 높은 가능성을 보유하고 있다.

◇ 합성 생물학 연구 현황

합성 생물학의 선두주자는 미국이다. 기초 분야와 응용 분야 모두에서 탁월한 연구 성과를 보여주고 있다. 세계 최초로 인공 염기인 X, Y를 포함한 대장균을 만들고, 복제를 통해 인공염기가 대를 따라 유전된다는 사실을 밝혀냈다. 예일대와 하버드대 공동 연구팀은 인공 아미노산을 활용해 유전자 변형 미생물을 만들기도 했다.

영국도 차세대 먹거리인 합성 생물학 분야를 놓치지 않기 위해 정부 차원의 지원을 아끼지 않고 있다. 2014년부터 2년 동안 합성 생물학 분야에 700억 원을 투자해 연구 센터를 건립했고, 영국생물학연구협의회는 2005년부터 2012년까지 1,000억 원 이상의 과제를 지원한 바 있다.

국내 합성 생물학 연구는 2011년 과학기술정보통신부가 '지능형 바이오시스템설계·합성연구단'을 구성하면서 시작됐다. 미국, 영국 등과 비교했을 때 규모는 작지만, 미래 바이오 경쟁력 확보를 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.

차진희 기자 postmoneynews@gmail.com