합성 생물학 교육을 위한 종합적 방법: 분자 과학부터 사회적 쟁점까지 결합한 새로운 연구

Seoul노스웨스턴 대학교의 과학자들은 합성 생물학 교육을 위한 새로운 방법을 발견했습니다. 이 방법은 분자 수준에서 사회적 수준까지 다양한 단계로 이루어져 핵심 개념을 설명합니다. 그 목적은 지속 가능한 합성 생물학 기술을 창조하는 데 있어 포괄적인 관점을 제공하는 것입니다. 그들은 이 프레임워크를 네이처 커뮤니케이션 저널에 발표했습니다.

합성 생물학은 화학 공학과 윤리학 같은 다양한 분야를 포함하고 있습니다. 각 분야는 고유의 교육 방법과 교재를 가지고 있어 학생들이 배우는 내용에 차이가 생깁니다. 합성 생물학 전문가인 Julius Lucks 교수는 이러한 차이를 줄이기 위해 공통된 틀이 필요하다고 강조했습니다. Lucks 교수는 노스웨스턴 대학교 맥코믹 공과대학의 교수이자 합성 생물학 센터(CSB)의 공동 디렉터입니다.

럭스에 따르면 초기 합성 생물학 수업은 명확하게 정의되지 않았다고 합니다. 1970년대에 유전공학이 시작되면서 새로운 기회가 열렸습니다. 1990년대에 CRISPR가 등장하고 합성 생물학이 더욱 인기를 끌었지만, 이 분야는 정체성 문제가 있었습니다. 표준 커리큘럼이 없었던 것이 그 원인입니다.

이 논문의 주저자인 아쉬티 카림은 학생들이 종종 특정 문제에 너무 몰두한다고 강조했습니다. 예를 들어, CRISPR 연구는 보통 분자 수준에서의 DNA 편집에 초점을 맞추고 있습니다. 그러나 카림은 CRISPR를 활용한 기술 개발에는 더 넓은 이해가 필요하다고 지적했습니다. CRISPR가 세포, 신체 및 의료 시스템 내에서 어떻게 기능하는지를 고려해야 합니다. 카림은 CSB의 연구 조교수이자 연구 책임자로 활동하고 있습니다.

합성 생물학 교육은 다섯 개의 부분으로 나뉩니다.

• 분자
• 회로/네트워크
• 세포
• 생물 공동체
• 사회적

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이 접근법은 모든 수준에서 윤리의 중요성을 강조합니다. 노스웨스턴 학생들을 대상으로 테스트했을 때, 그 교육 과정은 좋은 성과를 보였습니다. 열역학과 동역학 같은 기본 개념은 다양한 규모에서 잘 맞아떨어졌습니다. 어떤 개념은 항상 이해해야 하지만, 다른 개념은 특정 시점까지는 생략해도 괜찮습니다.

이 교육과정에서는 사례 연구가 중요합니다. 학생들이 한 단계의 공학적 결정이 다른 단계의 생물학적 기능에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 이러한 연구를 통해 학생들은 다양한 수준에서 존재하는 글로벌 문제에 대한 해결책을 제시할 수 있습니다. 또한 학생들은 합성 생물학이 사회와 윤리적 문제에 어떻게 영향을 미치는지 파악할 수 있습니다. 기관이나 강사는 사례 연구를 수정할 수 있습니다.

럭스와 카림은 학생들이 첫 수업에서부터 저울 개념을 신속하게 이해했다고 말합니다. 이러한 이유로, 노스웨스턴 합성 생물학 센터는 현재 이 아이디어를 그들의 연구 프로젝트에 활용하고 있습니다. 연구자들은 이 교육 방법이 널리 사용되기를 바라며, 다른 사람들이 사용할 수 있도록 자료와 제안들을 공유했습니다.

이 새로운 접근법은 미국 국립과학재단의 SynBAS NRT 프로그램(지원 번호 2021900)과 Bachrach 가족 재단의 지원을 받았습니다.