인공세포, 기계 부품처럼 '프로그래밍' 길 열렸다

AI 생성이미지. /랑펀미디어

[메디먼트뉴스 이민호 기자] 일본 연구진이 인공세포의 기계적 특성을 기계 부품처럼 정밀하게 프로그래밍할 수 있는 길을 열었다.

일본 도쿄대 연구진은 인공세포의 늘어나는 성질(신축성)과 구부러지는 성질(굴곡성)을 분자 단위에서 독립적으로 제어하는 데 성공했다고 29일(현지시간) 밝혔다.

연구팀은 지질로 코팅된 미세 물방울을 인공세포 모델로 사용했다. 여기에 미세주사기 흡입 실험과 이론적 모델을 결합해 세포막의 기계적 특성을 분석했다.

분석 결과, 세포막의 신축성은 주로 지질 분자의 기하학적 구조에 의해 결정됐다. 반면 Y자 모양의 DNA 가닥들을 서로 연결해 3차원 망을 만들자, 신축성에는 거의 영향을 주지 않으면서 굴곡에 대한 저항성만 크게 향상되는 것으로 나타났다.

이는 분자 수준에서 명확한 '기계적 분업'이 이뤄짐을 의미한다. 즉, 지질은 신축성을, 3차원 DNA 망은 굴곡성을 각각 담당하는 방식이다.

이번 연구는 단순히 인공세포를 더 단단하거나 부드럽게 만드는 것을 넘어, 분자 설계를 통해 특정 기계적 기능을 독립적으로 부여할 수 있음을 보여줬다.

연구 결과는 정밀하게 설계된 인공세포나 약물 전달 캡슐, 차세대 연성소재 개발에 청사진을 제시할 것으로 기대된다. 또한 상향식(bottom-up) 방식으로 기계적 거동을 설계하는 생체모방 시스템 구축에도 한 걸음 더 다가섰다는 평가다.