7월 '이달의 과학기술인상' 수상자에 신관우 서강대 교수

신관우 서강대 화학과 교수

[이데일리 이재운 기자] 이달의 과학기술인상 7월 수상자로 서강대 화학과 신관우(사진) 교수가 선정됐다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 1000만원 상금을 수여하고 있다.

과기정통부와 연구재단은 살아있는 세포와 형태와 기능이 동일할 뿐 아니라, 광합성 작용을 통해 스스로 에너지 대사활동을 하는 인공세포를 세계 최초로 개발한 신관우 교수의 공로를 높이 평가했다고 선정 배경을 설명했다.

과기정통부는 7월이 복제 양 돌리의 탄생과 국내개발 신약1호(선플라 주)가 등장한 달인만큼, 인공세포 연구로 신관우 교수가 ‘이달의 과학기술인상’을 수상한 것은 더욱 의미가 크다고 덧붙였다.

인공세포는 인공적인 요소를 살아있는 세포에 삽입·결합해 연구에 활용하는 것으로 2000년대 이후 활발히 이용돼왔다. 하지만 기존 연구에서는 스스로 대사 활동하는 에너지 전환 체계를 갖추지 못했다. 세포가 에너지를 흡수하고 물질을 전환하는 과정이 매우 복잡해, 이를 인공적으로 구현하는 데 많은 어려움이 있었기 때문이다.

신 교수는 실제 세포에서 추출한 단백질을 인공 세포막에 삽입해도 그 기능이 유지된다는 사실에 착안해 기존 세포에서 막단백질을 추출하고 인공세포막에 삽입시키면 순차적으로 생체 단백질 중합반응을 진행할 수 있다는 가설을 세웠다. 이에 식물의 광합성 단백질과 박테리아의 광전환 단백질을 추출하고 스스로 에너지 대사를 할 수 있는 인공 미토콘드리아를 제작했다. 이어 인공 미토콘드리아를 인공세포막에 삽입해 골격단백질을 스스로 합성하며 움직이는 인공세포를 제작했다.

개발된 인공세포는 빛을 사용하여 스스로 생체에너지(ATP)를 생산하며, 세포의 움직임과 형태를 구성하는 세포골격을 합성해냈다. 또 원시적 형태의 세포와 유사하게 빛에 반응하여 스스로 움직임을 보이는 현상을 관찰해냈다. 신 교수 연구팀은 실험을 통해 인공세포가 최대 30일간 스스로 에너지를 만들고 기능을 유지함을 증명했고, 이 성과는 세계 최고 권위 학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)’의 표지논문으로 2018년 5월 28일 게재됐다.

신 교수는 “식물과 박테리아에서 주요 단백질들을 추출하여 인공적으로 만든 세포막에서 서로 신호를 주고 받으며 자연에서와 같은 에너지를 스스로 만들어내는 최초의 인공세포를 만들었다.”라고 말하며, “자연의 모든 생명체가 일상적으로 구현하는 생화학적 원리와 현상을 세포와 유사한 공간에서 실험으로 구현한 새로운 연구성과”라고 수상 소감을 밝혔다.