합성 세포 연구: 간단한 방법으로 생명의 기초를 구축하기

Seoul베르트 풀만은 흐로닝언 대학교의 생화학 교수로, 20년 넘게 비생명 분자들이 어떻게 모여 살아있는 세포를 만드는지를 연구해왔습니다. 그의 연구는 생물학적 시스템의 단순한 합성 버전을 만드는 것에 중점을 두고 있으며, 이러한 시스템들은 생명 과정의 기본을 이해하는 데 도움을 줍니다. 풀만의 최신 연구는 합성 세포가 에너지를 변환하고 영양소를 처리하는 새로운 방식을 제시하고 있습니다.

연구팀은 세포 내 에너지원인 미토콘드리아의 주요 기능을 모방하는 작업을 진행 중입니다. 풀만의 팀은 실제 미토콘드리아의 여러 부품 대신, 단 5개의 부품으로 구성된 새로운 에너지 변환 시스템을 설계하였습니다. 이 부품들은 기본적인 세포 역할을 하는 작은 용기에 배치되어 있으며, 아르기닌을 사용해 ADP를 ATP로 변환시킵니다. 이는 세포가 자연적으로 성장, 분열 및 중요한 화학 반응을 지원하는 방식과 유사한 단순하면서도 효과적인 에너지 생성 방법을 보여줍니다.

• 다섯 개의 핵심 부품을 사용하여 에너지를 단순하게 변환.
• 인공 소포가 세포의 ATP 생성 과정을 모방함.
• 다양한 자연 자원이 아닌 단일 영양소, 아르기닌을 에너지로 사용.

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풀먼의 두 번째 발견은 전기 에너지를 사용하여 작은 구조물인 소포 안으로 영양소를 이동시키는 인공 시스템입니다. 이 과정은 일반적으로 살아있는 세포에서 발견되지만, 여기서는 단 두 개의 구성 요소로 수행됩니다. 처음에는 이 시스템이 락토스라는 당을 이동시켰습니다. 풀먼은 영양소 변환 능력을 보여주기 위해 세 가지 효소를 추가했으며, 이를 통해 세포의 에너지와 대사에 필수적인 분자인 NADH를 생성할 수 있습니다.

에너지원과 영양체계를 결합하여 스스로 성장하고 분열할 수 있는 합성 세포를 만드는 것을 목표로 하는 연구가 진행되고 있습니다. BaSyc 프로젝트와 EVOLF 프로젝트는 이 목표를 달성하기 위해 활발히 진행 중이며, 비생명 모듈을 모아 합성 세포의 가능성을 탐구하는데 주력을 다하고 있습니다. 이 연구를 통해 분자 부품이 어떻게 결합하여 살아있는 세포를 형성하는지 이해하는 데 도움이 될 수 있으며, 다양한 과학 분야에서 응용 가능성이 있습니다. 이러한 과정에 대한 심층적인 연구는 생명의 창조와 그 본질과 기원을 이해하는 데 중요한 통찰력을 제공할 것입니다.