인공 근육 제조 DNA 기술 개발

인공 근육 제조 DNA 기술 개발

국내 연구진(포스텍. 한양대)이 인공 근육을 만들 수 있는 DNA를 제작하는 데 성공했다. 포스텍 포항 가속기 연구소와 한양대 생체 인공근육 연구단은 2010.04.14일 인공 근육을 만드는 데 기본이 되는 풀러린 DNA 하이브리드 분자 기계 제작에 성공했다고 발표했다.

연구진은 "풀러린과 DNA를 결합시켜 산도(pH)를 미세하게 변화시키면 이완과 수축성이 크게 향상된다는 것을 입증했다"며 "이를 근섬유 조직으로 확장시키면 인공 근육을 개발할 수 있다"고 설명했다.

DNA 차원에서 분자 기계를 줄였다 폈다 하는 기술을 개발했기 때문에 이를 근섬유 수준으로 확장하면 인공 근육을 개발할 수 있다는 뜻이다. 연구진의 이번 논문은 세계적인 물리화학 학술지인 저널 오브 피지컬 케미스트리 B의 2010.04월 표지 논문으로 선정됐다.

연구진은 앞서 풀러린을 DNA와 결합시키면 두 물질의 상호 작용으로 DNA가 어느 정도 수축과 이완이 가능하다는 점을 밝혀냈다. 염기성 처리를 하면 풀러린 DNA 결합체가 이완 되고, 산성 처리를 하면 수축 된다는 것이다. 이 연구 성과는 이미 2009년 3월 어드밴스드 머티리얼즈의 표지 논문으로 게재됐다. 그러나 이완이 제대로 되지 않았기 때문에 '반쪽 짜리 분자 기계'였다.

그러나 두 대학 연구진은 이번 연구를 통해 반쪽 짜리 분자 기계를 보완할 수 있는 DNA를 제작한 뒤 두 개를 결합시켜 완전한 분자 기계를 만들어내는 데 성공했다. 진경식 포항 가속기 연구소 박사(34)는 "DNA 분자 기계를 지퍼에 비유하면 지퍼를 올렸다 내렸다 할 수 있게 된 셈"이라고 설명했다. 연구진은 이 기술이 근육의 이완과 수축 문제로 발생하는 질환을 치료할 가능성을 열었다고 평가했다.

나노(10억분의 1)m 수준에서 DNA 분자 기계를 줄였다 폈다 하기 때문이다. 노안이나 요실금, 녹내장 등 만성 질환은 해당 근육의 수축과 이완이 제대로 안 되서 발생한다.

각종 사고로 인해서 소실되거나 파열된 근육 조직을 대체하는 인공 근육 조직 개발 가능성도 열린 셈이다. 이와 관련, 한양대 전기 제어 생체 공학부 김선정 교수팀은 탄소 나노 튜브와 DNA를 결합한 스폰지 형태의 하이드로 겔 인공 근육 개발 연구를 진행 중이다.

포도당이 분해될 때 생기는 에너지원을 하이드로 겔에 주입해 생체 근육 작동 원리를 구현할 계획이다. 연구진은 "인공 근육뿐 아니라 인공 장기, 바이오 센서,생체 모방 로봇 등 생명공학 분야 디바이스의 상용화 시기를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다. (한국경제 이해성 기자, 입력:2010.04.15)